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Adressing the reliability of data-poor stock assessment methods to provide advice on the status of small-scale fisheries

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Universitat de Barcelona. Facultat de Biologia

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[eng] Small-scale fishers are often identified as key players in the recovery of overexploited fish and invertebrate stocks supplying food for rural people and contributing to achieving healthy marine ecosystems. Stocks harvested by small-scale fisheries tend to be largely unassessed, but methods based on the data-limited toolbox exist that help provide information on exploitation status for fished stocks that do not have historical time series of catches, as usually occur in small-scale fisheries. Many of the data-limited methods follow length-based assessment approaches, which assume steady state, use at least length structure derived from fishery and knowledge on the life history parameters of the fished species. Accordingly, this thesis aimed at addressing the reliability of data-poor stock assessment methods in providing advice on the status of small-scale fisheries lacking knowledge of catch history. The data-rich bottom trawl fishery for European hake (Merluccius merluccius) in GSA 06 (Northwest Mediterranean Sea) was assumed as data-limited. This case study allowed me to test the performance of the pseudo-cohort Virtual Population Analysis (VPA) when input data are considered well known and unbiased. The same fishery but held in GSA 01 (Southwest Mediterranean Sea) was used as data-limited case study to introduce the uncertainty derived from parameterizing the length-based spawning potential ratio (LB-SPR) model with two contrasting growth hypotheses. Acknowledging challenges faced by stock assessment of small-scale fisheries around the world, I considered high input-data bias and large outputs uncertainty. The effect of biases in fishery data and uncertainty in life-history parameters on the outputs of the pseudo-cohort VPA model was explored by assessing the small-scale Wayuu fisheries for lane snapper (Lutjanus synagris) and white grunt (Haemulon plumierii) in the northern Colombian Caribbean Sea. An extreme, but common, case of uncertainty in small-scale fisheries was explored through assessing the beach fishery of the Peruvian grunt (Anisotremus scapularis) in the central coast of Peru on the Pacific Ocean, holding poor information on life-history parameters and catches. My findings indicate that the pseudo-cohort VPA may offer useful information regarding the exploitation trend but the absolute values of the indicators do not accurately express the fishing mortality and stock size among years for the European hake. The SPR estimates for this species is not specially linked to the growth hypothesis, and estimates of the ratio of fishing mortality to natural mortality (F/M) and the SPR value depend on the sample size and representation of the stock structure. The contribution of the information derived from the participatory monitoring of small-scale fisheries in Colombia, instead of using only official fishery data, largely demonstrated an improving picture of the exploitation of the lane snapper and white grunt. The uncertainty related to estimates of the von Bertalanffy growth parameters and natural mortality of the Peruvian grunt could be addressed but an accurate definition of SPR was not straightforwardly achieved. This thesis highlights that the data-limited methods assuming a steady state might contribute to defining the status of the small-scale fisheries. However, the stock status is importantly affected by bias in the input data, the available knowledge on the assessed fisheries and how fishery fit the model assumptions

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[spa] Los pescadores artesanales se identifican generalmente como actores claves en la recuperación de poblaciones sobreexplotadas, en el suministro de alimento a poblaciones rurales y en contribuir a alcanzar ecosistemas marinos saludables. Las poblaciones que son extraídas por las pesquerías artesanales (denominadas pesquerías de pequeña escala) tienden a carecer de evaluación. Sin embargo, algunos métodos de evaluación que se incluyen en el grupo “datos limitados” ayudan a suministrar información sobre el estado de estas pesquerías cuando no poseen información histórica de capturas. Muchos de los métodos limitados en datos y basados en estructura de tallas asumen estado de equilibrio. Estos métodos usan al menos como datos de entrada la estructura de tallas que provienen de la pesquería y el conocimiento disponible sobre los parámetros de historia de vida de las especies pescadas. Por todo lo expuesto anteriormente, el propósito de esta tesis es direccionar la fiabilidad de los métodos limitados en datos para proporcionar información sobre el estado de poblaciones que no cuentan con información histórica de capturas. La pesquería de merluza (Merluccius merluccius) de arrastre en GSA 06 (Mar Mediterráneo noroeste) “rica en datos” se asumió limitada en datos. Este caso de estudio me permitió probar el desempeño del Análisis de Población Virtual (VPA por sus siglas en inglés) basado en pseudo cohortes cuando los datos de entrada se asumen bien conocidos y libres de sesgos. Esta misma pesquería pero llevada a cabo en GSA 01 (suroeste del Mar Mediterraneo) también fue usada como un estudio de caso limitado en datos. Esto con el propósito de explorar la incertidumbre producida por el modelo que determina la proporción del potencial reproductor que es basada en tallas (LB-SPR por sus siglas en inglés) cuando son consideradas dos hipótesis de crecimiento contrastantes. Reconociendo los desafíos que enfrenta la evaluación de las pesquerías artesanales alrededor del mundo, yo consideré el análisis de sesgos relevantes en los datos que alimentan el modelo así como una gran incertidumbre en los resultados de evaluación. De esta manera, el efecto de los sesgos en la información proveniente de las pesquerías y la incertidumbre en los parámetros de historia de vida sobre los resultados del VPA basado en pseudo cohortes se exploró a través de la evaluación de las pesquerías Wayuu del pargo rayado (Lutjanus synagris) y la boca colorada (Haemulon plumierii) en el norte del Mar Caribe colombiano. Posteriormente, un extremo pero común caso de incertidumbre en pesquerías artesanales se consideró a través de la evaluación de la pesquería de playa de la chita (Anisotremus scapularis) en la costa central de Perú en el Océano Pacífico. Esta pesquería posee limitada información sobre la historia de vida de la especie y sobre las capturas producidas por la pesquería. Mis hallazgos indican que el VPA basado en pseudo-cohortes puede ofrecer información útil respecto a la tendencia de explotación de la pesquería, pero los valores absolutos no expresan apropiadamente la mortalidad por pesca ni el tamaño de la población entre años para la merluza. El valor de SPR para esta misma especie no se vincula a la hipótesis de crecimiento asumida y las estimaciones de la proporción de mortalidad por pesca respecto a la mortalidad natural (F/M) y el valor de SPR dependen del tamaño de la muestra y de la representación de la estructura de tallas del stock. La contribución de la información derivada del monitoreo participativo de la pesca artesanal en Colombia demuestra mejoramiento de la imagen de explotación del pargo rayado y la boca colorada que no cuando solo se usa información oficial. De otro lado, encontré que la incertidumbre relacionada con los parámetros de crecimiento de von Bertalanffy y la mortalidad natural de la chita puede ser direccionada pero una definición precisa del valor de SPR no se obtiene fácilmente. Esta tesis resalta que lo métodos limitados en datos que asumen estado de equilibrio pueden contribuir a definir el estado de explotación de las pesquerías artesanales. Sin embargo, el estado de la población se encuentra afectado de manera importante por los sesgos de los datos que alimentan el modelo, el conocimiento disponible sobre la pesquería evaluada y el cómo la pesquería se ajusta a los supuestos de los modelos de evaluación.

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Adressing the reliability of data-poor stock assessment methods to provide advice on the status of small-scale fisheries