A quantitative analysis of the phytoplankton of the Gulf of Panama: I. Results of the regional phytoplankton surveys during July and November 1957 and March 1958

ENGLISH: 1. Quantitative phytoplankton samples were collected by the Inter-American Tropical Tuna Commission at the surface and ten meters in the Gulf of Panama, as follows: a) 18-21 March, 1958 (31 stations)-during the height of the upwelling season, b) 10-12 July, 1957 (10 stations)-during the transition to the rainy season at a time when mild upwelling winds reappear, c) 7-8 November, 1957 (15 stations)-during the height of the rainy season. 2. Maximum phytoplankton populations occurred during the upwelling season, followed by a considerable decline during July, and a further Subsidence during November. 3. A remarkable regional uniformity in species composition was observed during the surveys despite regional differences in growth conditions. Diatoms overwhelmingly dominated the communities. 4. During all surveys, the innermost regions, generally north of 8°30'N, were the most productive. The least productive areas were in the offing of San Miguel Bay and Parita Bay, suggesting that nutrient accretion via runoff is inadequate to sustain sizeable autotrophic plant populations in those regions. 5. During all surveys, phytoplankton growth appeared to be limited by nutrient availability. 6. During all surveys, phytoplankton growth appeared to be related to depth of the water column. 7. Although below average rainfall contributed to unusually favorable growth conditions (reduced stability, increased transparency and, presumably, nutrient reserves) during the November survey relative to November 1955 and 1956 at 8°45'N, 79°23'W, the anticipated heightened phytoplankton response was not observed. 8. During the November survey, the local diatom responses and their regional fluctuations could be satisfactorily related to the accompanying surface salinity conditions. However, this correspondence is undoubtedly attributable to factors associated with the observed salinity levels, probably nutrients, rather than salinity directly. 9. Unusually warm conditions occurred during the March survey, attributable to considerably weaker upwelling winds than normally occurring then, which contributed to a considerably lower standing crop and a retardation in succession of three to five weeks relative to that observed during 1955-1957 at 8°45'N, 79°23'W in the Gulf of Panama. 10. During the March survey, a well defined inverse relationship existed between mean temperature and mean diatom abundance in the upper ten meters, and between transparency and mean diatom abundance. A direct relationship occurred between surface salinity and mean diatom abundance in the upper ten meters. These relationships are interpreted to indicate that diatom abundance primarily reflected the nutrient concentrations associated with a given upwelling intensity, rather than describing casual relationships. 11. The survey results indicate that the phytoplankton dynamics observed at 8°45'N, 79°23'W from November, 1954 through May, 1957 are generally representative of the Gulf of Panama. 12. The following new forms, to be described in a later publication, were observed during the surveys: Actinoptychus undulatus f. catenata n.f., Asterionella japonica f. tropicum n.f., Leptocylindrus maximus n. sp., Skeletonema costatum f. tropicum n.f. SPANISH: 1. La Comisión Interamericana del Atun Tropical recolectó en el Golfo de Panama muestras cuantitativas de fitoplancton en la superficie y a los diez metros, como sigue: a) Del 18 al 21 de marzo de 1958 (31 estaciones)-durante el maximum de la estación de afloramiento. b) Del 10 al 12 de julio de 1957 (10 estaciones)-durante la epóca de transición a la estación lluviosa cuando reaparecen los vientos ligeros que causan el afloramiento. c) Del 7 al 8 de noviembre de 1957 (15 estaciones)-durante el maximum de la estación lluviosa. 2. Las poblaciones maximas de fitoplancton aparecieron durante la estación de afloramiento, seguido por una considerable disminución durante el mes de julio y una calma durante noviembre. 3. Durante la investigación se observó una remarcable uniformidad regional en la composición de las especies a pesar de las diferencias regionales en las condiciones de crecimiento. Las diatomeas predominaban en gran numero en las comunidades. 4. Durante todas las investigaciones, las regiones mas cerca de la costa, generalmente al norte de los 8°30'N, eran las mas productivas. Las areas menos productivas fueron las mar afuera de las Bahias de San Miguel y Parita, lo que sugiere que el aumento en las sales nutritivas causado por las escorrentias es inadecuado para sostener poblaciones grandes de plantas autotróficas en estas regiones. 5. Durante todas las investigaciones, el crecimiento del fitoplancton parecio estar limitado por la disponibilidad de las. sales nutritivas. 6. Durante todas las investigaciones el crecimiento del fitoplancton parecio estar relacionado con la profundidad de la columna de agua. 7. Aunque las precipitacion por debajo del promedio normal contribuyo a condiciones desusadamente favorables de crecimiento (estabilidad reducida, aumento de la transparencia y, presumiblemente, de la reserva de sales nutritivas) durante la investigación de noviembre en relación a noviembre de 1955 y de 1956 en los 8°45'N, 79°23'W, no se observo-la alta reacción de fitoplancton que se esperaba. 8. Durante la investigación de noviembre, las reacciones locales de las diatomeas y sus fluctuaciones regionales pudieron relacionarse en forma satisfactoria con condiciones asociadas con la salinidad de la superficie. Sin embargo, esta correspondencia puede atribuirse sin duda a factores asociados con los niveles observados de salinidad, probablemente con las sales nutritivas, en lugar de directamente con la salinidad. 9. Condiciones calurosas no comunes ocurrieron durante la investigación de marzo, las que pueden atribuirse a que los vientos que ocasionan el afloramiento fueran mas debiles que los normales, lo que contribuyó a que la cosecha estable fuera considerablemente mas baja y a la demora de tres a cinco semanas en la sucecion relativa a la que se observó durante 1955-1957 en los 8°45'N, 8°23'W, en el Golfo de Panama. 10. Durante la investigación de marzo, existió una relación inversa bien definida entre la temperatura y la abundancia media de las diatomeas en los diez metros superiores, y entre la transparencia y la abundancia media de las diatomeas. Una relación directa ocurrio entre la salinidad de superficie y la abundancia media de las diatomeas en los diez metros superiores. Estas relaciones se interpretan como indicadoras de que la abundancia de diatomeas refleja primeramente las concentraciones de las sales nutritivas asociadas con una intensidad de afloramiento dada, en lugar de describir relaciones causales. 11. Los resultados de la investigacion indican que la dinamica del fitoplancton observada en los 8°45'N, 79°23'W, desde noviembre de 1954 a mayo de 1957, es generalmente representativa del Golfo de Panama. 12. Durante las investigaciones se observaron las siguientes formas nuevas, las que seran descritas en una publicación posterior: Actinoptychus undulatus f. catenata n.f., Asterionella japonica f. tropicum n.f., Leptocylindrus maximus n. sp., Skeletonema costatum f. tropicum n.f.

A model of the pelagic ecossystem in the eastern tropical Pacific Ocean

English: Recent calls for a more holistic approach to fisheries management have motivated development of trophic mass-balance models of ecosystems that underlie fisheries production. We developed a model hypothesis of the pelagic ecosystem in the eastern tropical Pacific Ocean (ETP) to gain insight into the relationships among the various species in the system and to explore the ecological implications of alternative methods of harvesting tunas. We represented the biomasses of and fluxes between the principal elements in the ecosystem with Ecopath, and examined the ecosystem's dynamic, time-series behavior with Ecosim. We parameterized the model for 38 species or groups of species, and described the sources, justifications, assumptions, and revisions of our estimates of the various parameters, diet relations, fisheries landings, and fisheries discards in the model. We conducted sensitivity analyses with an intermediate version of the model, for both the Ecopath mass-balance and the dynamic trajectories predicted by Ecosim. The analysis showed that changes in the basic parameters for two components at middle trophic levels, Cephalopods and Auxis spp., exert the greatest influence on the system. When the Cephalopod Q/B and Auxis spp. P/B were altered from their initial values and the model was rebalanced, the trends of the biomass trajectories predicted by Ecosim were not sensitive, but the scaling was sensitive for several components. We described the review process the model was subjected to, which included reviews by the IATTC Purse-seine Bycatch Working Group and by a working group supported by the National Center for Ecological Analysis and Synthesis. We fitted the model to historical time series of catches per unit of effort and mortality rates for yellowfin and bigeye tunas in simulations that incorporated historical fishing effort and a climate driver to represent the effect of El Niño-Southern Oscillation-scale variation on the system. The model was designed to evaluate the possible ecological implications of fishing for tunas in various ways. We recognize that a model cannot possibly represent all the complexity of a pelagic ocean ecosystem, but we believe that the ETP model provides insight into the structure and function of the pelagic ETP. Spanish: Llamamientos recientes hacia un enfoque más holístico al ordenamiento de la pesca han motivado el desarrollo de modelos tróficos de balance de masas de los ecosistemas que sostienen la producción pesquera. Desarrollamos una hipótesis modelo del ecosistema pelágico en el Océano Pacífico oriental tropical (POT) con miras a mejorar los conocimientos de las relaciones entre las distintas especies en el sistema y explorar las implicaciones ecológicas de métodos alternativos de capturar atunes. Con Ecopath representamos las biomasas de los elementos principales en el ecosistema, y los flujos entre los mismos, y con Ecosim examinamos el comportamiento dinámico del ecosistema con el tiempo. Parametrizamos el modelo para 38 especies o grupos de especies (denominados “componentes” del modelo), y describimos las fuentes, justificaciones, supuestos, y revisiones de nuestras estimaciones de los distintos parámetros, relaciones basadas en dieta, capturas retenidas de las pesquerías, y descartes de las mismas en el modelo. Realizamos análisis de sensibilidad con una versión intermedia del modelo, para el balance de masas de Ecopath y las trayectorias dinámicas predichas por Ecosim también. El análisis demostró que cambios en los parámetros básicos para dos componentes en niveles tróficos medianos, Cefalópodos y Auxis spp., ejercieron la mayor influencia sobre el sistema. Cuando se alteraron el Q/B de los Cefalópodos y el P/B de los Auxis spp. de sus valores iniciales y se balanceó el modelo de nuevo, las tendencias de las trayectorias de la biomasa predichas por Ecosim no fueron sensibles, pero la escala fue sensible para varios componentes. Describimos el proceso de revisión al que fue sujeto el modelo, inclusive revisiones por el Grupo de Trabajo sobre Captura Incidental de la CIAT y un grupo de trabajo apoyado por el Centro Nacional para Síntesis y Análisis Ecológicos. Ajustamos el modelo a series de tiempo históricas de capturas por unidad de esfuerzo y tasas de mortalidad de atunes aleta amarilla y patudo en simulaciones que incorporaron esfuerzo de pesca histórico e impulsos climáticos para representar el efecto de variaciones a escala de El Niño-Oscilación del Sur sobre el sistema. El modelo fue diseñado para evaluar las posibles implicaciones ecológicas de la pesca atunera de varias formas. Reconocemos la imposibilidad de que el modelo represente toda la complejidad de un ecosistema oceánico pelágico, pero creemos que el modelo del POT mejora los conocimientos de la estructura y función del POT pelágico.