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 Japanese longline fishery for tunas and billfishes in the Eastern Pacific Ocean east of 130°W, 1964-1966

ENGLISH: Catch and effort statistics from the Japanese longline fishery operating in the eastern Pacific Ocean east of 130°W, from 1964 through 1966, were examined to study the geographic distribution, trends in apparent abundance, sexual maturity, and size composition of the tunas and billfishes. Yellowfin and bigeye tuna are generally most abundant in the equatorial regions of the high seas between about 10°N and 20°S, but west of 95°W. The marlins are more coastal in distribution, usually occurring to the east, and to the north and south of the heavy concentration of tropical tunas. Sailfish tend to be associated with coastal areas also, whereas shortbill spearfish are more frequently captured on the high seas. Swordfish are found most abundantly in the coastal regions off northern Mexico, and off northern Peru and southern Ecuador. The albacore, a temperate-water species of tuna, is most abundant in the high-seas area of the southeastern Pacific, Trends in apparent abundance were measured by the hook-rate (i.e. catch per 100 hooks). Hook-rates for bigeye tuna have decreased from about 3.5 fish per 100 hooks in 1958 to about 1.1 fish per 100 hooks in 1966. During the same period, effort was increased substantially and total catch has decreased since 1963. It does not appear that increased effort will result in sustained increased catches of bigeye. Hook-rates for yellowfin tuna in recent years have decreased to about one third of their initial levels. The surface fishery for yellowfin in the eastern Pacific apparently affects recruitment to the longline fishery. Assuming that present conditions in the surface fishery do not change appreciably, increased effort in the longline fishery probably would not produce sustained increased catches, but might in fact result in reduced catch rates. Unlike the situation for the other tunas of the eastern Pacific, it appears that the albacore fishery east of 130°W is not having a marked effect on their abundance. Although a high degree of variability was observed in the hookrates for striped marlin, no obvious trends are evident. Catches have decreased slightly from 13,500 tons in 1964 to about 11,000 tons in 1966. Heavy fishing for sailfish began in 1964 with a hook-rate of 10.6 fish per 100 hooks; by 1966 it had dropped to 5.8. Catches of this species in the area of major concentration dropped from 329,900 fish in 1965 to 173,600 fish in 1966. This fishery has operated for too short a period of time to enable one to determine its effect on the sustainable yield. Length-frequency measurements and gonad samples from yellowfin and bigeye tunas collected in the eastern Pacific were analyzed to determine sexual maturity and growth characteristics. The results corroborate the findings of earlier investigators. SPANISH: Las estadísticas de captura y del esfuerzo de la pesca japonesa con palangre que maniobra en el Océano Pacífico oriental al este de los 130°W, desde 1964 hasta 1966, fueron examinadas para estudiar la distribución geográfica, las tendencias de la abundancia aparente, la madurez sexual y la composición de talla de los atunes y de los peces espada. Los atunes aleta amarilla y ojo grande son generalmente más abundantes en las regiones ecuatoriales de alta entre unos 10°N y 20°S, pero al oeste de los 95°W. Los marlines son costaneros en distribución, apareciendo habitualmente hacia el y hacia el norte y sur de la densa concentración de atunes tropicales. pez vela tiende a asociarse también con las áreas costaneras, mientras el pez aguja corta es capturado con más frecuencia en alta mar. Los peces espada se encuentran más abundantemente en las regiones costaneras de México septentrional y frente al norte del Perú y del Ecuador meridional. La albacora, una especie de atún de aguas templadas, es más abundante en el área de alta mar del Pacífico sudoriental. Las tendencias en la abundancia aparente fueron evaluadas por la tasa de captura por anzuelo (i.e., captura por 100 anzuelos). Las tasas de captura por anzuelo del atún ojo grande, disminuyeron en 1958, de unos 3.5 peces por 100 anzuelos a cerca de 1.1 pez por 100 anzuelos en 1966. Durante el mismo período, el esfuerzo fue aumentado substancialmente y, desde 1963, la captura total disminuyó. No parece que el aumento del esfuerzo resultara en un aumento sostenido de las capturas del atún ojo grande. Las tasas de captura por anzuelo de atún aleta amarilla han disminuido en un tercio de los niveles iniciales, en años recientes. La pesca de superficie de esta especie en el Pacífico oriental afectó aparentemente el reclutamiento en la pesca con palangre. Suponiendo que las condiciones actuales de la pesquería no cambien apreciablemente, un aumento del esfuerzo en la pesquería palangrera probablemente no produciría un aumento sostenido de las capturas, pero en realidad podría resultar en tasas de captura reducidas. A diferencia de la situación de otros túnidos del Pacífico oriental, parece que la pesca de la albacora al este de los 130°W no ha tenido un efecto marcado en su abundancia. Aunque se observó un alto grado de variabilidad en las tasas de captura por anzuelo correspondientes al marlin rayado, no fueron evidentes tendencias obvias. Las capturas han mermado ligeramente de 13,500 toneladas en 1964 a unas 11,000 toneladas en 1966. La fuerte pesca por peces vela empezó en 1964 con una tasa por anzuelo de 10.6 peces por 100 anzuelos; en 1966 había mermado a 5.8. Las capturas de esta especie en el área de mayor concentración disminuyeron de 329,000 peces en 1965, a 173,600 peces en 1966. Esta pesquería ha maniobrado por un período demasiado corto de tiempo para que pueda determinarse su efecto en el rendimiento sostenible. Las mediciones frecuencia-longitud, y las muestras de las gónadas de los atunes aleta amarilla y ojo grande, obtenidas en el Pacífico oriental, fueron analizadas para determinar la madurez sexual y las características del crecimiento. Los resultados corroboraron los hallazgos anteriores de investigadores. (PDF contains 144 pages.)

The use of aerial photographs for estimating school sizes of cetaceans

ENGLISH: The accuracy and precision of dolphin school size estimates based on aerial photograph counts were examined using data collected on recent aerial and ship surveys. These estimates were found to be accurate during a 1979research cruise aboard a tuna purse-seiner; dolphin schools were photographed from the ship’s helicopter, encircled with the purse-seine, and then counted as the dolphins were released from the net. A comparison of photographic estimates with these counts indicated that the relationship was fairly close and gave no indication of significantly differing from 1:1. During a 1980 aerial study, photographic estimates from different schools, passes, and camera formats were compared and were found to be quite precise with a standard deviation of approximately 60/0 of school size. Photographic estimates were also compared with estimates made by aerial observers. Most observers tended to underestimate school size, particularly for large schools. The variability among observers was high, indicating that observers should be individually calibrated. SPANISH: Se examinó la exactitud y la precisión de las estimaciones de la magnitud de los cardúmenes de delfines basadas en el cálculo de las fotografías aéreas, usando los datos obtenidos en los últimos reconocimientos aéreos y de los barcos. En 1979, durante un crucero de investigación en un cerquero atunero, se encontró que estas estimaciones eran acertadas; se fotografiaron los cardúmenes de delfines desde un helicóptero del barco, cercados con la red y luego se contaron a medida que se libraban los delfines de la red. Una comparación de las estimaciones fotográficas con estos cálculos indicó que la relación era bastante aproximada y no hubo indicación que se diferenció significativamente de la razón 1:1. Durante un estudio aéreo en 1980, se compararon las estimaciones fotográficas de diferentes del cardúmenes, en los pases y los formatos de las cámaras y se encontró que eran bastante precisos, con una desviación normal de cerca del 60/0 de la magnitud cardumen. Se compararon también las estimaciones fotográficas con las estimaciones realizadas por los observadores aéreos. La mayoría de los observadores tienden a subestimar la magnitud de los cardúmenes, especialmente los cardúmenes grandes. La variabilidad entre los observadores fue elevada, lo que indica que se deben calibrar individualmente los datos de observadores. (PDF contains 39 pages.)

An evaluation of geographic and annual variation in morphometric characters and gill-raker counts of yellowfin tuna, Thunnus albacares, from the Pacific Ocean

ENGLISH: Samples of yellowfin tuna, Thunnus albacares, collected from five areas of the Pacific Ocean (Mexico, Ecuador, Australia, Japan, and Hawaii) between January and May of 1988 and 1990 were examined for spatiotemporal variation in morphometric characters and gill-raker counts. 'Iwo-factor analysis of variance, with area and year treated as grouping factors, indicated a significant difference in the means of the total gill-raker counts among fish from different areas, but no significant difference between fish caught in different years. The morphometric data were adjusted by allometric formulae to remove size effects. The correct classification rates for the five groups, using discriminant function analysis, based on adjusted morphometric characters, were 77.60/0 for the samples from 1988 and 74.40/0 for those from 1990. These are 72.00/0 and 68.00/0 (Cohen's kappa statistic) better than would have occurred chance. The pattern of geographic variability, however, is unstable for these two years, thus requiring separate discriminant functions for each year. Although there is annual variability in the morphometric characters, these results demonstrate that the stocks examined are morphometrically distinguishable and that their phenetic relationships reflect their geographic origin. SPANISH: Se examinaron muestras de atún aleta amarilla, Thunnus albacares, tomadas de cinco áreas del Océano Pacífico (México, Ecuador, Australia, Japón, y Hawaii) entre enero y mayo de 1988 y 1990, para descubrir variaciones espaciotemporales en las características morfométricas y los conteos de branquiespinas. Un análisis de varianza de dos factores, con área y año como factores de agrupación, indicó una diferencia significativa en los promedios de los conteos de branquiespinas totales entre peces de distintas áreas, pero ninguna entre peces capturados en distintos años. Se ajustaron los datos morfométricos con fórmulas alométricas para eliminar los efectos de la talla del pez. En un análisis de función discriminante, las tasas de clasificación correcta de los cinco grupos, basadas en características morfométricas ajustadas, fueron 77.60/0 para las muestras de 1988 y 74.40/0 para aquellas de 1990. Estas cifras son 72.00/0 y 68.00/0 (estadístico de kappa de Cohen) mejores de lo que se hubiera obtenido al azar. Sin embargo, la variabilidad geográfica es inestable en estos dos años, requiriendo por lo tanto funciones discriminantes separadas para cada año. Aunque existe variabilidad anual en las características morfométricas, estos resultados demuestran que los stocks examinados son morfamétricamente distinguibles, y que su relación fenética refleja su origen geográfico. (PDF contains 31 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.