Fishery dynamics and present status of the yellowfin tuna population of the Eastern Pacific Ocean

ENGLISH: From morphometric data, tagging results and reaction of the stock to fishing, it is inferred that the yellowfin tuna of the Eastern Pacific form a distinct population which intermingles little, if at all, with populations to the westward. Excellent statistics of catch and effort, and records of total catch, available since 1934, during rapid growth of the fishery, have made possible application of a generalized mathematical predator-prey model to estimate the effect of fishing on the population, and the average abundance and yield corresponding to different amounts of fishing effort, and also to estimate the rate of fishing mortality per unit of effort. From serial samples of size composition of catches, and from tagging experiments, it has been possible to determine rates of growth and of total mortality. These kinds of information permit application of the catch-per-recruit model of Beverton and Holt. Combination of the results of application of the Beverton and Holt model and of the generalized predator-prey model, leads to inference of the relationship between stock size and recruitment. The form of the relationship is remarkably similar to the theoretical model developed by W. E. Ricker. These studies, based on the data of the near-surface fishery by baitboats and purse seiners, indicate clearly that the increased intensity of fishing has caused diminution of the stocks to the point where they are somewhat "overfished"-that is, incapable of supporting the maximum sustainable average harvest. SPANISH: De los datos morfométricos, de los resultados de las marcaciones y de la reacción del stock a la pesca, se infiere que el atún aleta amarilla del Pacífico oriental forma una población diferente que se mezcla poco, si es que llega a mezclarse, con las poblaciones del oeste. Las excelentes estadísticas de la captura y el esfuerzo y los registros de la pesca global disponibles desde 1934, durante el rápido crecimiento de la pesquería, han hecho posible la aplicación de un modelo matemático generalizado depredador-presa para estimar el efecto de la pesca en la población y el promedio de la abundancia y del rendimiento correspondientes a los diferentes valores del esfuerzo de pesca, y también para estimar la tasa de la mortalidad de pesca por unidad de esfuerzo. Gracias a las muestras en serie de la composición de tamaños de las capturas y a los experimentos de marcación, ha sido posible determinar las tasas del crecimiento y de la mortalidad total. Estos tipos de información permiten la aplicación del modelo de la captura-porrecluta de Beverton y Holt. La combinación de los resultados de la aplicación del modelo de Beverton y Holt y del modelo generalizado depredador-presa, conduce a la inferencia de la relación entre el tamaño del stock y el reclutamiento. La forma de la relación es notoriamente similar al modelo teórico desarrollado por W. E. Ricker. Estos estudios, basados en los datos de la pesquería cerca de la superficie efectuada por barcos de carnada y rederos, indican claramente que el aumento de la intensidad de la pesca ha causado la disminución de los stocks hasta el punto de dejarlos algo "superexplotados", o sea, incapacitados para mantener una producción máxima promedio. (PDF contains 50 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.)

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.)

Growth of Skipjack tuna (Katsuwonus pelamis) in the eastern Pacific Ocean as estimated from tagging data

English: Data obtained from tagging experiments initiated during 1953-1958 and 1969-1981 for skipjack tuna from the coastal eastern Pacific Ocean (EPO) are reanalyzed, using the Schnute generalized growth model. The objective is to provide information that can be used to generate a growth transition matrix for use in a length-structured population dynamics model. The analysis includes statistical approaches to include individual variability in growth as a function of length at release and time at liberty, measurement error, and transcription error. The tagging data are divided into northern and southern regions, and the results suggest that growth rates differ between the two regions. The Schnute model provides a significantly better fit to the data than the von Bertalanffy model, a sub-model of the Schnute model, for the northern region, but not for the southern region. Individual variation in growth is best described as a function of time at liberty and as a function of growth increment for the northern and southern regions, respectively. Measurement error is a significant part of the total variation, but the results suggest that there is no bias caused by the measurement error. Additional information, particularly for small and large fish, is needed to produce an adequate growth transition matrix that can be used in a length-structured population dynamics model for skipjack tuna in the EPO. Spanish: Los datos obtenidos de los experimentos de marcado iniciados durante los períodos de 1953- 1958 y de 1969-1981 para el atún barrilete en las costas del Océano Pacífico Oriental (OPO) fueron analizados nuevamente, utilizando el modelo de crecimiento generalizado de Schnute. El objetivo es brindar información que sea útil para producir una matriz sobre la tran-sición de crecimiento que pueda utilizarse en un modelo de dinámica poblacional estructurado por talla. El análisis usa enfoques estadísticos para poder incluir la variabilidad individual del crecimiento como función de la talla de liberación y tiempo en libertad, el error de medición, y el error de transcripción. Los datos de marcado son divididos en regiones norte y sur, y los resultados sugieren que las tasas de crecimiento en las dos regiones son diferentes. En la región norte, pero no en la región sur, el modelo de Schnute se ajusta significativamente mejor a los datos que el modelo von Bertalanffy, un sub-modelo del modelo de Schnute. La mejor descripción de la variación individual en el crecimiento es como una función del tiempo en libertad y como una función del incremento de crecimiento para las regiones norte y sur, respectivamente. El error de medición es una parte significativa de la variación total, pero los resultados sugieren que no existe un sesgo causado por el error de medición. Se necesita información adicional, particularmente para peces pequeños y grandes, para poder producir una matriz de transición de crecimiento adecuada que pueda utilizarse en el modelo de dinámica poblacional estructurado por tallas para el atún barrilete en el OPO.