On the climatology, oceanography and fisheries of the Panama Bight

ENGLISH: Seasonal changes in the climatology, oceanography and fisheries of the Panama Bight are determined mainly by the latitudinal movements of the ITCZ over the region. Evaporation is about 980 mm annually. Rainfall is probably much less than previous estimates because of a discontinuity in the ITCZ. Freshwater runoff from the northern watershed varies from 22 X 109 m3/mo in October-November to 11 X 109 m3/mo in February-March; from the southeastern watershed it varies from 16 X 109 m3/mo in April-June to 9 X 109 m3/mo in October-December. Total annual runoff is about 350 X 109m3. A marked salinity front is found at all seasons off the eastern shore. In the northern part of the Bight temperatures in the upper layers remained fairly constant from May to November; by February the mean temperature had decreased by 4°C and sharp gradients existed in the geographic distributions. Salinities in the upper layers decreased steadily from May to November; by February the mean salinity had increased by 2.5‰. The mean depth of the mixed layer increased from 27 m in May to 40 m in November; by February upwelling decreased it to 18 m. Between November and February upwelling had doubled the amount of P04-P and tripled that of NO3-N in the euphotic zone; surface phytoplankton production and standing crop, and zooplankton concentrations also doubled during this period. Upwelling was about 1.5 m/mo during May-November and about 9.0 m/mo during November-February, the annual total is about 48 m, Mean primary production is about 0.3 gC/m2day during May-December and about 0.6 gC/m2day during January-April; annual production is about 140 gC/m2. A thermal ridge occurred in February running from the northern to the southwestern part of the Bight. Within this ridge was a marked thermal dome coinciding with the center of the cyclonic circulation cell. Upwelling in the dome averaged 16 m/mo in November-February. The fisheries of the Panama Bight annually produce about 30,000 metric tons of food species and about 68,000 m.t. of species used for reduction. Most attempts to further the understanding of tuna ecology were unsuccessful. The apparent abundances of yellowfin and skipjack in the northern part of the Bight appear to be related to the seasonal cycle of upwelling and enrichment, as abundances are greatest in April and May when food appears to be plentiful. The life-cycle of the anchoveta in the Gulf of Panama also appears to be related to upwelling; the species mass varies from about 39,000 m.t. in December to about 169,000 m.t, in April. About 19.1 X 1012 anchoveta eggs are spawned annually. The life-cycles of shrimp in the Panama Bight appear to be related to upwelling as catches are greatest in May-July, about 3-5 months after peak upwelling, and annual catches are inversely correlated with sea level. SPANISH: Los cambios estacionales en la climatología, oceanografía y pesquerías del Panamá Bight están determinados principalmente por el movimiento latitudinal sobre la región de la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT). La evaporación es de unos 980 mm al año. La pluviosidad es probablemente muy inferior a las estimaciones previas a causa de la descontinuidad en la ZCIT. El drenaje de agua dulce, de la vertiente septentrional, varía de 22 x 109m3/mes en octubre-noviembre hasta 11 x 109m3/mes en febreromarzo; el de la vertiente sudeste varía de 16 x 109m3/mes en abril-junio a 9 x 109m3/mes en octubre-diciembre. El drenaje total, anual, es alrededor de 350 x 109m3. En todas las estaciones frente al litoral oriental se encuentra un frente de salinidad marcada. En la parte septentrional del Bight las temperaturas en las capas superiores permanecieron más bien constantes de mayo a noviembre; en febrero la temperatura media había disminuido en unos 4°C y existieron gradientes agudos en las distribuciones geográficas. Las salinidades en las capas superiores disminuyeron constantemente de mayo a noviembre; en febrero la salinidad media había aumentado en 2.5‰. La profundidad media de la capa mixta aumentó de 27 m en mayo a 40 m en noviembre; en febrero el afloramiento disminuyó el espesor de la capa mixta hasta 18 m. Entre noviembre y febrero el afloramiento había duplicado la cantidad de PO4-P y triplicado la de NO3-N en la zona eufótica; la producción superficial de fitoplancton y la biomasa primaria y las concentraciones de zooplancton también se duplicaron durante este período. El afloramiento era cerca de 1.5 mimes durante mayo-noviembre y de unos 9.0 mimes durante noviembre-febrero, el total anual es de unos 48 m. La producción media primaria es aproximadamente de 0.3 gC/m2 al día durante mayo-diciembre y cerca de 0.6 gC/m2 al día durante enero-abril; la producción anual es de unos 140 gC/m2. En febrero apareció una convexidad termal que se extendió de la parte norte a la parte sudoeste del Bight. Dentro de esta convexidad se encontró un domo termal marcado el cual coincidió con el centro de la circulación ciclonal de la célula. El afloramiento en el domo tuvo un promedio de 16 mimes en noviembre-febrero. Las pesquerías del Panamá Bight producen anualmente de cerca 30,000 toneladas métricas de especies alimenticias y unas 68,000 t.m. de especies usadas para la reducción. La mayoría de los esfuerzos realizados con el fin de adquirir más conocimiento sobre la ecología del atún no tuvo éxito. La abundancia aparente del atún aleta amarilla y del barrilete en la parte septentrional del Bight parece estar relacionada con el ciclo estacional del afloramiento y del enriquecimiento, ya que la abundancia mayor en abril y mayo cuando parece que hay abundancia es de alimento. El ciclo de vida de la anchoveta en el Golfo de Panamá parece también que está relacionada al afloramiento. La masa de la especie varía de unas 39,000 t.m. en diciembre a cerca de 169,000 t.m. en abril. Aproximadamente 19.1 x 1012 huevos de anchoveta son desovados anualmente. Los ciclos de vida del camarón en el Panamá Bight parecen estar relacionados con el afloramiento ya que las capturas son superiores en mayo-julio, unos 3-5 meses después del ápice del afloramiento, y las capturas anuales se correlacionan inversamente con el nivel del mar. (PDF contains 340 pages.)

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.

El alga invasora Undaria pinnatifida (Harvey) Suringar en la Ría Deseado (Patagonia austral, Argentina): ciclo del esporofito y factores ambientales determinantes de su distribución

Undaria pinnatifida was registered in Ría Deseado (47º45´S, 65º55´W _ southern Patagonia) by the first time in spring 2005, colonizing the intertidal and shallow subtidal. A seasonal survey in 2006 showed that U. pinnatifida was established in a sheltered zone inside the estuary, along a coastal fringe of 8 km between Punta Cascajo and Cañadón del Puerto. This continuous distribution was only interrupted in the mouth of canyons that flow into Ría Deseado, where the bottom is conformed by mud and sand. The sporophytes were mainly found colonizing the rocky bottom in the lower intertidal, bordering the Macrocystis pyrifera population. The highest density and biomass of sporophytes (12.13 ind. m-2; 254.60 g m-2) were registered during spring, when the population was mainly conformed by individuals of medium sizes. The lowest density and biomass (0.33 ind. m-2; 5.69 g m-2) were registered in autumn. Juvenile sporophytes recruited throughout the year, but presented the highest percentage in the population during autumn and winter. First mature sporophytes appeared in spring and attained their maximum size in summer. After this, the sprophytes decayed and disappeared. Environmental factors such as rocky bottoms availability and water transparency may be the main factors determining the sporophytes distribution in Ría Deseado. The field experiment point out that M. pyrifera population is an important factor controlling the dispersion of U. pinnatifida towards the subtidal. SPANISH: Undaria pinnatifida fue registrada en la Ría Deseado (47º45´ S, 65º55´ W _ Patagonia austral) durante la primavera de 2005, colonizando el intermareal y submareal somero. Los relevamientos estacionales realizados durante el 2006, revelaron que U. pinnatifida se encontró establecida en una zona protegida en el interior de la ría, ocupando una franja costera de aproximadamente 8 km de largo entre Punta Cascajo y el Cañadón del Puerto. Esta distribución casi continua sólo presentó algunas interrupciones en la boca de los cañadones que desembocan en la ría, donde el fondo predominante es de tipo areno-fangoso. Los esporofitos de U. pinnatifida ocuparon preferentemente el fondo rocoso del intermareal inferior, limitando con la población de Macrocystis pyrifera. La densidad y biomasa más altas de esporofitos (12,13 ind. m-2; 254,60 g m-2) fueron registradas en primavera, cuando la población se encontró compuesta principalmente por individuos de tallas intermedias. La densidad y biomasa más bajas (0,33 ind. m-2; 5,69 g m-2) fueron registradas durante el otoño. Los esporofitos juveniles se reclutaron a lo largo de todo el año, pero alcanzaron su mayor proporción en la población durante el otoño y el invierno. Los esporofitos reproductivamente maduros aparecieron durante la primavera y alcanzaron su talla máxima durante el verano, luego del cual comenzaron a deteriorarse y a desaparecer. Factores como la disponibilidad de fondos rocosos y la transparencia de las aguas podrían actuar como los principales factores determinantes de su distribución en la ría. El experimento de campo realizado revela que los bosques de M. pyrifera actúan también como un importante factor de control, limitando la dispersión de U. pinnatifida hacia el submareal.