Population dynamics of the skipjack tuna (Katsuwonus pelamis) of the Eastern Pacific Ocean

ENGLISH: Catches of skipjack tuna supporting major fisheries in parts of the western, central and eastern Pacific Ocean have increased in recent years; thus, it is important to examine the dynamics of the fishery to determine man's effect on the abundance of the stocks. A general linear hypothesis model was developed to standardize fishing effort to a single vessel size and gear type. Standardized effort was then used to compute an index of abundance which accounts for seasonal variability in the fishing area. The indices of abundance were highly variable from year to year in both the northern and southern areas of the fishery but indicated a generally higher abundance in the south. Data from 438 fish tagged and recovered in the eastern Pacific Ocean were used to compute growth curves. A least-squares technique was used to estimate the parameters of the von Bertalanffy growth function. Two estimates of the parameters were made by analyzing the same data in different ways. For the first set of estimates, K= 0.819 on an annual instantaneous basis and L= 729 mm; for the second, K = 0.431 and L=881. These compared well with estimates derived using the Chapman-Richards growth function, which includes the von Bertalanffy function as a special case. It was concluded that the latter function provided an adequate empirical fit to the skipjack data since the more complicated function did not significantly improve the fit. Tagging data from three cruises involving 8852 releases and 1777 returns were used to compute mortality rates during the time the fish were in the fishery. Two models were used in the analyses. The best estimates of the catchability coefficient (q) in the north and south were 8.4 X 10- 4 and 5.0 X 10- 5 respectively. The other loss rate (X), which included losses due to emigration, natural mortality and mortality due to carrying a tag, was 0.14 on an annual instantaneous basis for both areas. To detect the possible effect of fishing on abundance and total yield, the relation between abundance and effort and between total catch and effort was examined. It was found that at levels of intensity observed in the fishery, fishing does not appear to have had any measurable effect on the stocks. It was concluded therefore that the total catch could probably be increased by substantially increasing total effort beyond the present level, and that the fluctuations in abundance are fishery-independent. The estimates of growth, mortality and fishing effort were used to compute yield-per-recruitment isopleths for skipjack in both the northern and southern areas. For a size at first entry of about 425 mm, the yield per recruitment was calculated at 3 pounds in the north and 1.5 pounds in the south. In both areas it would be possible to increase the yield per recruitment by increasing fishing effort. It was not possible to assess potential production of the skipjack stocks fished in the eastern Pacific, except to note that the fishery had not affected their abundance and that they were certainly under-exploited. It was concluded that the northern and southern stocks could support increased harvests, especially the latter. SPANISH: Las capturas de atún barrilete que sostienen las pesquerías principales de la parte occidental, central y oriental del Océano Pacífico han aumentado en los últimos años; así que es importante examinar la dinámica de la pesquería para determinar el efecto que pueda tener sobre la abundancia de los stocks. Se desarrolló un modelo hipotético, lineal para standardizar el esfuerzo de pesca a un solo tamaño de barco y tipo de arte. Luego se usó el esfuerzo standardizado para computar un índice de la abundancia que pueda dar razón de la variabilidad estacional en el área de pesca. Los índices de la abundancia variaron mucho de un año a otro tanto en el área septentrional como en el área meridional de la pesquería, pero indicaron una abundancia generalmente superior en el sur. Se emplearon los datos de 438 peces marcados y recuperados en el Océano Pacífico oriental para computar las curvas de crecimiento. Una técnica de mínimos cuadrados fue usada para estimar los parámetros de la función de crecimiento de van Bertalanffy. Se hicieron dos estimativos de los parámetros mediante el análisis de los mismos datos, de diferente manera. Para el primer juego de estimativos, K=0.819 sobre una base anual instantánea y L∞=729 mm; para el segundo, K=0.431 y L∞=881. Estos se correlacionaron bien con los estimativos obtenidos usando la función de crecimiento de Chapman-Richards, que incluye la de von Bertalanffy como un caso especial. Se decidió que la última función proveía un ajuste empírico, adecuado a los datos del barrilete, ya que la función más complicada no mejoró significativamente el ajuste. Los datos de marcación de tres cruceros incluyendo 8852 liberaciones y 1777 retornos, fueron usados para computar las tasas de mortalidad durante el tiempo en que los peces estuvieron en la pesquería. Se usaron dos modelos en los análisis. Los mejores estimativos del coeficiente de capturabilidad (q) en el norte y en el sur fueron 8.4 X 10-4 y 5.0 X 10-5 , respectivamente. La otra tasa de pérdida (X), la cual incluyó pérdidas debidas a la emigración, mortalidad natural y mortalidad debida a llevar una marca, fue 0.14 sobre una base anual instantánea para las dos áreas. Con el fin de descubrir el efecto que posiblemente pueda tener la pesca sobre la abundancia y el rendimiento total, se examinó la relación entre la abundancia y el esfuerzo y entre la captura total y el esfuerzo. Se encontró que a los niveles de la intensidad observada en la pesquería, la pesca no parece haber tenido ningún efecto perceptible en los stocks. Por lo tanto se decidió que mediante un aumento substancial del esfuerzo total, más allá del nivel actual, la captura total probablemente podría aumentarse, y que las fluctuaciones de la abundancia son independientes de la pesquería. Los estimativos del crecimiento, mortalidad y esfuerzo de pesca fueron usados para computar las isopletas del rendimiento por recluta del barrilete, tanto en las áreas del norte como del sur. Para una talla de primera entrada de unos 425 mm, el rendimiento por recluta fue calculado en 3 libras en el norte y 1.5 libras en el sur. En ambas áreas sería posible aumentar el rendimiento por recluta mediante un aumento del esfuerzo de pesca. No fue posible determinar la producción potencial de los stocks del barrilete pescado en el Pacífico oriental, excepto para observar que la pesquería no ha afectado su abundancia y que ciertamente se encuentran subexplotados. Se concluyó que los stocks norte y sur pueden soportar un aumento en el rendimiento, especialmente este último. (PDF contains 274 pages.)

The relationship between otolith increments and time for yellowfin and skipjack tuna marked with tetracycline

ENGLISH: The rate at which increments are deposited on the sagittal otoliths of yellowfin (Thunnus albacares) and skipjack (Katsuwonus p elamis) tunas is determined by a markrecapture experiment using tetracycline. During growth in fork length from 40 to 110 em, and for a period of up to 389 days, yellowfin of the Revillagigedo Islands- Baja California region deposit one increment per day in either the postrostrum or rostrum position of the otolith. For skipjack of the same region, rostrum increments underestimate time by approximately 24 percent during growth from 42 to 64 cm and over the maximum interval of 249 days. The growth rate of each species is estimated from the recapture fork length and the linear change in an otolith dimension following tetracycline injection. Over specific ranges in fork length the rates are 3.06 and 1.15 em per month for yellowfin and skipjack, respectively. SPANISH: La rapidez (tasa) en la que se depositan los incrementos en los otolitos sagitales del aleta amarilla (Thunnus albacares) y el barrilete (Katsuwonus pelamis) se determina mediante un experimento al recapturar los peces que han sido marcados con tetraciclina. Durante el crecimiento de la longitud de horquilla de 40 a 110 cm y por un período hasta de 389 días, se forma en el aleta amarilla de la región de las Islas Revillagigedo-Baja California, un incremento diario ya sea en el parte del postrostrum o rostrum de los otolitos. Con respecto al barrilete de la misma region los incrementos en el rostrum subestiman aproximadamente el tiempo en un 24 por ciento durante el crecimiento de 42 a 64 cm y sobre un intervalo máximo de 249 días. El índice de crecimiento de cada especie se estima en la recaptura según la longitud de horquilla y el cambio lineal en la dimensión de un otolito después de la inyección de tetraciclina. La variación específica sobre la longitud de horquilla de los índices son 3.06 y 1.15 cm por mes para el aleta amarilla y el barrilete, respectivamente. (PDF contains 54 pages.)

Estimation of the relative annual abundance of yellowfin tuna, Thunnus albacares, in the Eastern Pacific Ocean during 1970-1985

ENGLISH: Estimates of relative annual abundance of yellowfin tuna in the eastern Pacific Ocean during 1970-1985 are made using catch rates, measured as tons caught by purse seiners per hour of searching. Catch rates are standardized a weighted generalized linear model. The important standardizing factors are vessel speed, season-area, and whether the yellowfin were caught in association with dolphins, skipjack tuna, or floating objects. Observations are weighted to give equal areas equal weight and to give each unit of fishing effort equal weight within an area. The results indicate that catch per days fishing underestimates abundance during the late 1970's when the fishery shifted some of its effort from dolphin sets to floating object sets, and overestimates abundance when the fishery shifted back to dolphin sets in 1984 and 1985. SPANISH: Se estima la abundancia anual relativa del atún aleta amarilla en el Océano Pacífico oriental (OPO) durante 1970-1985 por medio de tasas de captura, calculadas como toneladas cortas capturadas por barcos cerqueros por hora de búsqueda. Se usa un modelo lineal ponderado generalizado para estandardizar las tasas de captura. Los factores importantes de estandardización son la velocidad del barco, temporada-área, y si se capturaron los aletas amarillas en asociación con delfines, barriletes, o objetos flotantes. Se ponderaron las observaciones para otorgar igual importancia a áreas iguales y a cada unidad de esfuerzo pesquero dentro de un área. Los resultados señalan que la captura por día de pesca estima por bajo la abundancia durante los últimos años de la década de los 70, en cual época la pesquería trasladó parte de su esfuerzo de lances sobre delfines a lances sobre objetos flotantes, y la sobreestima al volver la pesquería a lances sobre delfines en 1984 y 1985. (PDF contains 45 pages.)

Growth of skipjack, Katsuwonus pelamis, and yellowfin, Thunnus albacares, tunas in the Eastern Pacific Ocean, as estimated from tagging data

ENGLISH: The average linear growth rate of skipjack in the eastern Pacific is less than 1 mm per day except for fish 375 to 424 mm in length at release. The growth rate shows a decrease with increasing length and increasing time at liberty. The growth rate of fish in the length range of about 43 to 57 cm is apparently more rapid in the eastern Pacific than in the western Pacific. Dsing data for the northeastern and southeastern Pacific combined, K and ~ were estimated to be 0.658 (on an annual basis) and 885 mm, respectively, by the ungrouped method and 0.829 and 846 mm, respectively, by the grouped method. Sensitivity analyses have shown however, that the estimates of these parameters are poorly determined by the sum of squares method used to derive them. Estimates of K and ~ for the eastern Pacific tend to be lower and higher, respectively, than those for the western Pacific. The average linear growth rate of yellowfin in the eastern Pacific is a little less than 1 mm per day for fish between about 25 and 100 cm in length at release. The growth appears to be most rapid in Area 2 (Revillagigedo Islands) and slowest in Areas 1 (Baja California), 5 (Central America- Colombia), and 6 (Ecuador-Peru). There is considerable variation in the growth rates of individual fish. The growth does not show a decrease with increasing length or increasing time at liberty so realistic estimates of the parameters of the von Bertalanffy or other similar equations cannot be calculated from these data. If realistic estimates of these parameters are to be secured larger fish must be tagged and released or many more long-term returns from fish to about 100 cm in length at release must be obtained. The growth patterns for the eastern Pacific, central Pacific and eastern Atlantic found by most other investigators differ from one another and from those found in the present study. Some of these differences may be real and others may be due to deficiencies in the data or the methods of analysis. Estimates obtained from tagging data are believed to be realistic provided the tags do not inhibit the growth of the fish. It appears that the growth rates of single- and double-tagged fish are the same; this indicates, though not unequivocally, that the tags do not inhibit the growth. SPANISH: La tasa media de crecimiento lineal del barrilete en el Pacífico oriental es inferior a lmm/día, excepto en el caso de peces de entre 375y 424mm de longitud de liberación. La tasa de crecimiento disminuye a medida que aumenta la longitud y el tiempo en libertad. La tasa de crecimiento de peces de entre unos 43 y 57 cm de longitud parece ser mayor en el Pacífico oriental que en el occidental. A partir de datos del Pacífico nororiental y suroriental combinados, se estimaron K y loo en 0.658 (anual) y 885mm, respectivamente, usando el método no agrupado, y 0.829 y 846mm, respectivamente, usando el método agrupado. Sin embargo, los análisis de sensitividad han demostrado que el método de suma de cuadrados utilizado para derivar las estimaciones de estos parámetros las determina con poca precisión. Las estimaciones de K y loo para el Pacífico oriental suelen ser inferiores y superiores, respectivamente, a los del Pacífico occidental. La tasa media de crecimiento lineal del aleta amarilla en el Pacífico oriental es ligeramente inferior a lmm/día para los peces de entre unos 25y 100cmde longitud de liberación. El crecimiento parece ser más rápido en el Area 2(Islas Revillagigedo),y más lento en las Areas 1(Baja California), 5 (Centroamérica-Colombia), y 6 (Ecuador-Perú). Las tasas de crecimiento de peces individuales varían considerablemente. El crecimiento no muestra una disminuciónconun aumento en la longitud o en el tiempo en libertad, y por consecuencia no se se pueden calcular estimaciones realistas de los parámetros de la ecuación de von Bertalanffy u otras ecuaciones similares a partir de estos datos. Para obtener estimaciones realistas de estos parámetros sería necesario marcar peces mayores u obtener muchas más devoluciones a largo plazo de marcas de peces de unos 100cm de longitud de liberación. Los patrones de crecimiento correspondientes al Pacífico oriental, Pacífico central, y Atlántico oriental descubiertos por la mayoría de los investigadores son diferentes entre síy también de los del presente estudio. Es posibleque algunas de estas diferencias sean verdaderas, mientras que otras se deban a faltas en los datos on en los métodos analíticos utilizados. Se considera que las estimaciones obtenidas a partir de los datos de marcado son realistas, suponiendo siempre que las marcas no impidan el crecimiento de los peces. Parece ser que las tasas de crecimiento de peces con una marca y con dos son idénticas, lo cual indica, aunque sin certeza total, que las marcas no ejercen tal efecto. (PDF contains 76 pages.)

Growth, movement, and attrition of northern bluefin tuna, Thunnus thynnus, in the Pacific Ocean, as determined by tagging

ENGLISH: The growth of northern bluefin tuna is described by a two-stanza model. For fish between 191 and 564 mm in length the Gompertz curve, with values of 581 mm and 4.32 for Loo and K (annual), respectively, is used. The fish between 564 and 1530 mm grow linearly, at the rate of 0.709 mm per day. Age-O fish tagged and released in the western Pacific Ocean have been recaptured in the western, central, and eastern Pacific. The minimum time between release in the western Pacific and recapture in the eastern Pacific is 215 days. Older fish, mostly Land 2-year olds, tagged and released in the eastern Pacific have been recaptured in the eastern and western Pacific. The minimum time between release in eastern Pacific and recapture in the western Pacific is 674 days. The coefficient of natural mortality is estimated from data on growth and ambient temperature to be 0.276 on an annual basis, with 90-percent confidence limits of 0.161 and 0.47L Spawning of northern bluefin takes place only in the western Pacific. Some of the juveniles migrate to the eastern Pacific, where they reside for several months to several years before returning to the western Pacific. The portion of fish which migrate to the eastern Pacific varies among years, and this appears to be an important cause of the annual variation in the catches in the eastern Pacific Ocean. SPANISH: El crecimiento del atún aleta azul del norte es descrito por un modelo de dos estadios. Para los peces de entre 191 y 564 mm de talla se usa la curva de Gompertz, con valores de 581 mm y 4.32 para Loo y K (anual), respectivamente. Los peces de entre 564 y 1530 mm crecen de forma lineal, a 0.709 mm por día. Peces de edad Omarcados y liberados en el Pacífico occidental han sido recapturados en el Pacífico occidental, central, y oriental. La demora mínima entre la liberación en el Pacífico occidental y la recaptura en el Pacífico oriental es de 215 días. Peces mayores, principalmente de 1 ó 2 años de edad, marcados y liberados en el Pacífico oriental han sido re capturados en el Pacífico occidental y oriental. La demora mínima entre la liberación en el Pacífico oriental y la recaptura en el Pacífico occidental es de 674 días. Se estima el coeficiente de mortalidad natural a partir de los datos de crecimiento y temperatura ambiental en un 0.276 anual, con límites de confianza al 90% de 0.161 y 0.471. El aleta azul del norte desova únicamente en el Pacífico occidental. Algunos de los juveniles migran al Pacífico oriental, donde permanecen entre varios meses y varios años antes de regresar al Pacífico occidental. La porción de los peces que migran al Pacífico oriental varía entre años, y ésto parece ser una causa importante de la variación anual en las capturas en el Océano Pacífico oriental. (PDF contains 94 pages.)

Estimation of the abundance of yellowfin tuna, Thunnus albacares, by age groups and regions within the Eastern Pacific Ocean

ENGLISH: Monthly estimates of the abundance of yellowfin tuna by age groups and regions within the eastern Pacific Ocean during 1970-1988 are made, using purse-seine catch rates, length-frequency samples, and results from cohort analysis. The numbers of individuals caught of each age group in each logged purse-seine set are estimated, using the tonnage from that set and length-frequency distribution from the "nearest" length-frequency sample(s). Nearest refers to the closest length frequency sample(s) to the purse-seine set in time, distance, and set type (dolphin associated, floating object associated, skipjack associated, none of these, and some combinations). Catch rates are initially calculated as the estimated number of individuals of the age group caught per hour of searching. Then, to remove the effects of set type and vessel speed, they are standardized, using separate weiznted generalized linear models for each age group. The standardized catch rates at the center of each 2.5 0 quadrangle-month are estimated, using locally-weighted least-squares regressions on latitude, longitude and date, and then combined into larger regions. Catch rates within these regions are converted to numbers of yellowfin, using the mean age composition from cohort analysis. The variances of the abundance estimates within regions are large for 0-, 1-, and 5-year-olds, but small for 1.5- to 4-year-olds, except during periods of low fishing activity. Mean annual catch rate estimates for the entire eastern Pacific Ocean are significantly positively correlated with mean abundance estimates from cohort analysis for age groups ranging from 1.5 to 4 years old. Catch-rate indices of abundance by age are expected to be useful in conjunction with data on reproductive biology to estimate total egg production within regions. The estimates may also be useful in understanding geographic and temporal variations in age-specific availability to purse seiners, as well as age-specific movements. SPANISH: Se calculan estimaciones mensuales de la abundancia del atún aleta amarilla por grupos de edad y regiones en el Océano Pacífico oriental durante 1970-1988, usando tasas de captura cerquera, muestras de frecuencia de talla, y los resultados del análisis de cohortes. Se estima el número de individuos capturados de cada grupo de edad en cada lance cerquero registrado, usando el tonelaje del lance en cuestión y la distribución de frecuencia de talla de la(s) muestra(s) de frecuencia de talla "más cercana/s)," "Más cercana" significa la(s) muestra(s) de frecuencia de talla más parecida(s) al lance cerquero en cuanto a fecha, distancia, y tipo de lance (asociado con delfines, con objeto flotante, con barrilete, con ninguno de éstos, y algunas combinaciones). Se calculan inicialmente las tasas de captura como el número estimado de individuos del grupo de edad capturado por hora de búsqueda. A continuación, para eliminar los efectos del tipo de lance y la velocidad del barco, se estandardizan dichas tasas, usando un modelo lineal generalizado ponderado, para cada grupo por separado. Se estima la tasa de captura estandardizada al centro de cada cuadrángulo de 2.5°-mes, usando regresiones de mínimos cuadrados ponderados localmente por latitud, longitud, y fecha, y entonces combinándolas en regiones mayores. Se convierten las tasas de captura dentro de estas regiones en números de aletas amarillas individuales, usando el número promedio por edad proveniente del análisis de cohortes. Las varianzas de las estimaciones de la abundancia dentro de las regiones son grandes para los peces de O, 1, Y5 años de edad, pero pequeñas para aquellos de entre 1.5 Y4 años de edad, excepto durante períodos de poca actividad pesquera. Las estimaciones de la tasa de captura media anual para todo el Océano Pacífico oriental están correlacionadas positivamente de forma significativa con las estimaciones de la abundancia media del análisis de las cohortes para los grupos de edad de entre 1.5 y 4 años. Se espera que los índices de abundancia por edad basados en las tasas de captura sean útiles, en conjunto con datos de la biología reproductiva, para estimar la producción total de huevos por regiones. Las estimaciones podrían asimismo ser útiles para la comprensión de las variaciones geográficas y temporales de la disponibilidad específica por edad a los barcos cerqueros, y también las migraciones específicas por edad. (PDF contains 35 pages.)

Catches per unit of effort of bigeye tuna: a new analysis with regression trees and simulated annealing

ENGLISH: We analyzed catches per unit of effort (CPUE) from the Japanese longline fishery for bigeye tuna (Thunnus obesus) in the central and eastern Pacific Ocean (EPO) with regression tree methods. Regression trees have not previously been used to estimate time series of abundance indices fronl CPUE data. The "optimally sized" tree had 139 parameters; year, month, latitude, and longitude interacted to affect bigeye CPUE. The trend in tree-based abundance indices for the EPO was similar to trends estimated from a generalized linear model and fronl an empirical model that combines oceanographic data with information on the distribution of fish relative to environmental conditions. The regression tree was more parsimonious and would be easier to implement than the other two nl0dels, but the tree provided no information about the nlechanisms that caused bigeye CPUEs to vary in time and space. Bigeye CPUEs increased sharply during the mid-1980's and were more variable at the northern and southern edges of the fishing grounds. Both of these results can be explained by changes in actual abundance and changes in catchability. Results from a regression tree that was fitted to a subset of the data indicated that, in the EPO, bigeye are about equally catchable with regular and deep longlines. This is not consistent with observations that bigeye are more abundant at depth and indicates that classification by gear type (regular or deep longline) may not provide a good measure of capture depth. Asimulated annealing algorithm was used to summarize the tree-based results by partitioning the fishing grounds into regions where trends in bigeye CPUE were similar. Simulated annealing can be useful for designing spatial strata in future sampling programs. SPANISH: Analizamos la captura por unidad de esfuerzo (CPUE) de la pesquería palangrera japonesa de atún patudo (Thunnus obesus) en el Océano Pacifico oriental (OPO) y central con métodos de árbol de regresión. Hasta ahora no se han usado árboles de regresión para estimar series de tiempo de índices de abundancia a partir de datos de CPUE. EI árbol de "tamaño optimo" tuvo 139 parámetros; ano, mes, latitud, y longitud interactuaron para afectar la CPUE de patudo. La tendencia en los índices de abundancia basados en árboles para el OPO fue similar a las tendencias estimadas con un modelo lineal generalizado y con un modelo empírico que combina datos oceanográficos con información sobre la distribución de los peces en relación con las condiciones ambientales. EI árbol de regresión fue mas parsimonioso y seria mas fácil de utilizar que los dos otros modelos, pero no proporciono información sobre los mecanismos que causaron que las CPUE de patudo valiaran en el tiempo y en el espacio. Las CPUE de patudo aumentaron notablemente a mediados de los anos 80 y fueron mas variables en los extremos norte y sur de la zona de pesca. Estos dos resultados pueden ser explicados por cambios en la abundancia real y cambios en la capturabilidad. Los resultados de un arbal de regresión ajustado a un subconjunto de los datos indican que, en el OPO, el patudo es igualmente capturable con palangres regulares y profundos. Esto no es consistente con observaciones de que el patudo abunda mas a profundidad e indica que clasificación por tipo de arte (palangre regular 0 profundo) podría no ser una buena medida de la profundidad de captura. Se uso un algoritmo de templado simulado para resumir los resultados basados en el árbol clasificando las zonas de pesca en zonas con tendencias similares en la CPUE de patudo. El templado simulado podría ser útil para diseñar estratos espaciales en programas futuros de muestreo. (PDF contains 45 pages.)