Survey- and fishery-derived estimates of Pacific cod (Gadus macrocephalus) biomass: implications for strategies to reduce interactions between groundfish fisheries and Steller sea lions (Eumetopias jubatus)

Survey- and fishery-derived biomass estimates have indicated that the harvest indices for Pacific cod (Gadus macrocephalus) within a portion of Steller sea lion (Eumetopias jubatus) critical habitat in February and March 2001 were five to 16 times greater than the annual rate for the entire Bering Sea-Aleutian Islands stock. A bottom trawl survey yielded a cod biomass estimate of 49,032 metric tons (t) for the entire area surveyed, of which less than half (23,329 t) was located within the area used primarily by the commercial fishery, which caught 11,631 t of Pacific cod. Leslie depletion analyses of fishery data yielded biomass estimates of approximately 14,500 t (95% confidence intervals of approximately 9,000–25,000 t), which are within the 95% confidence interval on the fished area survey estimate (12,846–33,812 t). These data indicate that Leslie analyses may be useful in estimating local fish biomass and harvest indices for certain marine fisheries that are well constrained spatially and relatively short in duration (weeks). In addition, fishery effects on prey availability within the time and space scales relevant to foraging sea lions may be much greater than the effects indicated by annual harvest rates estimated from stock assessments averaged across the range of the target spec

Estimating exploitable stock biomass for the Maine green sea urchin (Strongylocentrotus droebachiensis) fishery using a spatial statistics approach

The objective of this study was to investigate the spatial patterns in green sea urchin (Strongylocentrotus droebachiensis) density off the coast of Maine, using data from a fishery-independent survey program, to estimate the exploitable biomass of this species. The dependence of sea urchin variables on the environment, the lack of stationarity, and the presence of discontinuities in the study area made intrinsic geostatistics inappropriate for the study; therefore, we used triangulated irregular networks (TINs) to characterize the large-scale patterns in sea urchin density. The resulting density surfaces were modified to include only areas of the appropriate substrate type and depth zone, and were used to calculate total biomass. Exploitable biomass was estimated by using two different sea urchin density threshold values, which made different assumptions about the fishing industry. We observed considerable spatial variability on both small and large scales, including large-scale patterns in sea urchin density related to depth and fishing pressure. We conclude that the TIN method provides a reasonable spatial approach for generating biomass estimates for a fishery unsuited to geostatistics, but we suggest further studies into uncertainty estimation and the selection of threshold density values.

Size-composition of Annual Landings in the White Shrimp, Litopenaeus setiferus, Fishery of the Northern Gulf of Mexico, 1960–2006: Its Trend and Relationships with Other Fishery-dependent Variable

The potential for growth overfishing in the white shrimp, Litopenaeus setiferus, fishery of the northern Gulf of Mexico appears to have been of limited concern to Federal or state shrimp management entities, following the cataclysmic drop in white shrimp abundance in the 1940’s. As expected from surplus production theory, a decrease in size of shrimp in the annual landings accompanies increasing fishing effort, and can eventually reduce the value of the landings. Growth overfishing can exacerbate such decline in value of the annual landings. We characterize trends in size-composition of annual landings and other annual fishery-dependent variables in this fishery to determine relationships between selected pairs of these variables and to determine whether growth overfishing occurred during 1960–2006. Signs of growth overfishing were equivocal. For example, as nominal fishing effort increased, the initially upward, decelerating trend in annual yield approached a local maximum in the 1980’s. However, an accelerating upward trend in yield followed as effort continued to increase. Yield then reached its highest point in the time series in 2006, as nominal fishing effort declined due to exogenous factors outside the control of shrimp fishery managers. The quadratic relationship between annual yield and nominal fishing effort exhibited a local maximum of 5.24(107) pounds (≈ MSY) at a nominal fishing effort level of 1.38(105) days fished. However, annual yield showed a continuous increase with decrease in size of shrimp in the landings. Annual inflation-adjusted ex-vessel value of the landings peaked in 1989, preceded by a peak in annual inflation-adjusted ex-vessel value per pound (i.e. price) in 1983. Changes in size composition of shrimp landings and their economic effects should be included among guidelines for future management of this white shrimp

Long-term Trends in Catch Composition from Elasmobranch Derbies in Elkhorn Slough, California

Long-term trends in the elasmobranch assemblage of Elkhorn Slough, Monterey Bay, California, were analyzed by documenting species composition and catch per unit effort (CPUE) from 55 sport fishing derbies that occurred during May, June, and July, from 1951 until 1995. The most abundant species (bat ray, Myliobatis californica; shovelnose guitarfish, Rhinobatos productus; and leopard shark, Triakis semifasciata) were also analyzed for size-weight relationships, trends in size class distribution, stage of maturity, and sex ratios. Changes in species composition over the course of the derbies included the near complete disappearance of shovelnose guitarfish by the 1970’s and a slight increase in the abundance of minor species (mainly smoothhounds, Mustelus spp., and thornback, Platyrhinoidis triseriata) starting in the mid 1960’s. The relative abundance of bat rays in the catch steadily increased over the years while the relative abundance of leopard sharks declined during the last two decades. However the average number of bat rays and leopard sharks caught per derby declined during the last two decades. Fishing effort appeared to increase over the course of the derbies. There were no dramatic shifts in the size class distribution data for bat rays, leopard sharks, or shovelnose guitarfish. The catch of bat rays and leopard sharks was consistently dominated by immature individuals, while the catch of shovelnose guitarfish was heavily dominated by adults. There was evidence of sexual segregation in either immature or mature fish in all the species. Female bat rays and shovelnose guitarfish were larger than their male counterparts and outnumbered males nearly 2:1. Female and male leopard sharks were more nearly equal in size and sex ratio. Changes in species composition are likely due to fishing pressure, shifts in the prevailing oceanographic conditions, and habitat alteration in Elkhorn Slough. The sex ratios, stage of maturity, and size class distributions provide further evidence for the theory that Elkhorn Slough functions as a nursery habitat for bat rays and leopard sha

A riqueza e diversidade de anfíbios anuros da Serra do Mendanha, Estado do Rio de Janeiro, RJ: grau de conservação da floresta, variação altitudinal e uso de recursos hídricos

Os anfíbios anuros que habitam o bioma Mata Atlântica, especialmente em sua floresta ombrófila densa, são pouco conhecidos sob diversos aspectos de sua ecologia, existindo poucas informações disponíveis na literatura científica. Estes dados estão limitados a poucas localidades, geralmente estudos realizados em fragmentos remanescentes do sudeste brasileiro. A mata bem conservada que recobre os 3300 ha da Serra do Mendanha, apesar de localizada na região metropolitana do Estado do Rio de Janeiro, ainda não tinha sua anurofauna conhecida. No presente estudo, recolhemos informações ecológicas sobre as espécies que habitam a região, especialmente da assembléia encontrada no folhiço que recobre o solo, com o uso de diferentes metodologias: armadilhas de queda; parcelas cercadas; procura visual e auditiva em transecções e encontros ocasionais; assim como dados abióticos do ambiente regional (profundidade do folhiço; níveis de pH; taxa de oxigênio dissolvido; temperaturas do ar e da água; umidade do ar). Exemplares-testemunho foram fixados e depositados na coleção de anfíbios do Museu Nacional, Rio de Janeiro. A anurofauna da Serra do Mendanha é composta por pelo menos 44 espécies que estão distribuídas em 12 famílias, sendo a família Hylidae com o maior número de espécies (50%, n = 22), enquanto que Physalaemus signifer foi a espécie mais abundante (18%, n = 272), sendo habitante do folhiço. A espécie Rhinella ornata contribuiu com a maior biomassa (m = 548 g). Identificamos uma nova espécie de anuro (Brachycephalidae), que também habita o folhiço das cotas altimétricas acima de 700 m. Biogeograficamente a comunidade de anuros da área estudada indicou ser mais similar (68%) com a comunidade da região da Serra da Tiririca e arredores. Comparando-se os três tipo de fisionomias, ou mesohábitats, existentes na Serra do Mendanha, em termos de riqueza e diversidade, a floresta secundária indicou ter os mais elevados índices, seguido pela floresta pouco perturbada e pela monocultura de bananeiras. A assembléia de anuros que habita o folhiço da Serra do Mendanha é composta por nove espécies, que pouco diferiu ao longo de um gradiente altitudinal (0 a 900 m), com o registro das espécies Euparkerella brasiliensis, H. binotatus, Leptodactylus marmoratus e Zachaenus parvulus na maioria das cotas altimétricas. A altitude, a declividade e profundidade do folhiço foram as variáveis abióticas que mais influenciaram na distribuição de abundância e de riqueza de espécies do folhiço. Na estação úmida (setembro a março) a densidade de anuros no folhiço foi de 10,4 ind./100m2, enquanto que na estação seca (abril a agosto) houve uma redução de 34,6% (6,8 ind./100m2). As assembléias de anuros utilizam os recursos hídricos disponíveis na Serra do Mendanha (água da chuva, córregos, fitotelmas, rios e umidade do ar), de diferentes formas, associadas diretamente ao modo reprodutivo de cada espécie. A altitude, a temperatura da água e o pH afetaram a distribuição de espécies de girinos nos diferentes sítios reprodutivos. O modo reprodutivo 1 foi o mais freqüente (n = 18) entre os 14 modos identificados. O estudo de 12 poças (lênticas e lóticas) indicou que estas diferiram consistentemente entre si, seja nas suas dimensões, na composição de suas assembléias de girinos e nos seus componentes abióticos. Diversos predadores de girinos foram encontrados em algumas poças. A assembléia de girinos de cada poça indicou ser moldada pela interação de diferentes fatores ambientais, ecológicos e filogenéticos de cada espécie

Survey Assessment of Semi-pelagic Gadoids: The Example of Walleye Pollock, Theragra chalcogramma, in the Eastern Bering Sea

Assessment of walleye pollock, Theragra chalcogramma, in the eastern Bering Sea is complicated because the species is semi-pelagic in habit. Annual bottom trawl surveys provide estimates of demersal abundance on the eastern Bering Sea shelf. Every third year (starting in 1979), an extended area of the shelf and slope is surveyed and an echo integration-midwater trawl survey provides estimates of pollock abundance in midwater. Overall age-specific population and biomass estimates are obtained by summing the demersal and midwater results, assuming that the bottom trawl samples only pollock inhabiting the lower 3 m of the water column. Total population estimates have ranged from 134 x 109 fish in 1979 to 27 x 109 fish in 1988. The very high abundance observed in 1979 reflects the appearance of the unusually large 1978 year class. Changes in age-specific abundance estimates have documented the passage of strong (1978, 1982, and 1984) and weak year classes through the fishery. In general, older fish are more demersally oriented and younger fish are more abundant in midwater, but this trend was not always evident in the patterns of abundance of 1- and 2-year-old fish. As the average age of the population has increased, so has the relative proportion of pollock estimated by the demersal surveys. Consequently, it is unlikely that either technique can be used independently to monitor changes in abundance and age composition. Midwater assessment depends on pelagic trawl samples for size and age composition estimates, so both surveys are subject to biases resulting from gear performance and interactions between fish and gear. In this review, we discuss survey methodology and evaluate assumptions regarding catchability and availability as they relate to demersal, midwater, and overall assessment.

Impacto do uso do solo no crescimento, limitação nutricional, taxonomia e variação estequiométrica do perifíton em rios tropicais

Os rios em todo o mundo estão ameaçados através da alteração do uso e cobertura do solo. Nesse contexto, o perifíton é sugerido como indicador biológico devido ao seu ciclo de vida curto, à comunidade autótrofa e à riqueza de espécies. O objetivo deste estudo foi identificar mudanças em parâmetros estruturais e funcionais da assembleia perifitica em relação aos diferentes tipos de cobertura do solo (pristino, perturbação intermediária e perturbado); em especial na limitação nutricional, crescimento e acúmulo, composição taxonômica e estequiometria da comunidade. O trabalho foi desenvolvido em três rios (Santa Maria, Itaperiti, Anil) da bacia Guapi-Macacu, RJ, Brasil. A limitação nutricional foi acessada através de Substratos Difusores de Nutrientes alocados in situ; estes substratos consistem em potes com agar-agar, enriquecidos com nutrientes (N, P, N+P), ou não (controle), que difundem até o filtro, servindo de substrato para o crescimento perifítico. Ainda, o crescimento foi acessado através da colonização de azulejos, amostrados em datas diferentes; na última data, a amostragem também foi feita para a verificação da composição taxonômica e estequiométrica da assembleia. Os resultados mostraram que a comunidade perifítica é limitada primariamente por luz nos pontos pristinos; já nos pontos perturbados, há limitação por nitrogênio ou fósforo, dependendo do uso do solo predominante agricultura com maior aporte de nitrogênio, causando limitação por fósforo, e pecuária com maior aporte de fósforo, causando limitação por nitrogênio. Os trechos perturbados apresentaram maior biomassa perifítica em termos de clorofila a; além disso, também mostraram as maiores taxas de crescimento da comunidade. Também, houve mudanças na composição taxonômica da comunidade no gradiente de perturbação, com o aumento de gêneros tolerantes à poluição e diminuição de gêneros não tolerantes e da diversidade e a equitabilidade. A intensidade luminosa foi determinante na presença dos táxons, e a concentração de fosfato, nas suas abundâncias. Por fim, as razões estequiométricas - C:N, C:P and N:P - diminuíram em função da concentração de nutrientes na água, indicando o potencial de remoção de nutrientes em córregos poluídos. O presente trabalho foi inovador na área limnológica devido à abordagem estequiométrica em conjunto com o grande número de outras variáveis biológicas. Em tempo, a dificuldade de separação dos efeitos das variáveis ambientais neste estudo in situ faz com que seja sugerido o uso de experimentos controlados em mesocosmos posteriormente

Substratos para uso em telhados verdes: Avaliação da retenção hídrica e qualidade da água de escoamento.

Telhados verdes são uma alternativa interessante para mitigar o risco de enchentes dada a enorme área de telhados não utilizada das superfícies impermeáveis nas áreas urbanas. Graças a sua capacidade de armazenagem de água, os telhados verdes podem reduzir significativamente o pico de escoamento dos eventos de maior pluviosidade. Investigações sobre a composição de substratos baseados em materiais locais e projetos adequados para regiões climáticas tropicais são menos frequentes. Vegetação e substrato são elementos de um telhado verde que precisam ser adaptados para cada microclima e não universalizados. O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho de diferentes composições de substratos baseados em solo local, biomassa de coco, condicionador de solo e componentes comerciais, com a finalidade de maximizar a capacidade de retenção da água de chuva e diminuir necessidades de manutenção. Um pré-ensaio de colunas avaliou a capacidade de retenção hídrica e a relação peso seco x peso úmido de 15 composições de substrato. As composições com melhores resultados constituíram os substratos S1(15% solo + 55% coco + 30%componentes comerciais), S2 (30% solo + 40% coco + 30%componentes comerciais) e S3 (60% solo + 10% coco + 30%componentes comerciais). A caracterização físico-química dos substratos, solo e fibra de coco foi realizada. Em seguida um teste de colunas avaliou a capacidade de retenção hídrica dos substratos sob duas condições de precipitação: uma leve (8,77 mm/h); e outra mais forte (42,0 mm/h). Os resultados apontaram que os substratos S2 e S3 apresentaram melhores resultados de retenção para ambas as intensidades de precipitação. Observou-se que S1, que apresentou melhor capacidade de retenção no pré-ensaio, teve desempenho inferior aos demais o que pode ser atribuído à maior concentração de fibra de coco na sua composição e o consequente surgimento de caminhos preferenciais ao longo do perfil da coluna, por onde a água escoou mais rapidamente. Em eventos de precipitação mais leve, os substratos reteram de 60 a 100% do total aplicado. Quando se aplicou uma intensidade de precipitação mais forte, a faixa de retenção ficou entre 40% e 59%. No entanto, as variáveis analisadas para avaliar a qualidade da água de escoamento dos substratos (pH, CE, P, NO3, NH4, Ca, Mg, Cu, Fe, Mn, Zn, Cr, Co, Ni) ficaram acima dos valores comumente encontrados na literatura, indicando que as composições aqui adotadas para os substratos podem implicar em uma fonte de poluição hídrica. Os substratos para uso em telhados verdes apresentados neste estudo atenderam seu objetivo quanto à retenção hídrica, mas a qualidade da água percolada torna seu uso inviável até o momento. Verificou-se a necessidade de estudar mais profundamente a qualidade da água lixiviada por cada componente dos substratos, individualmente, a fim de identificar as fontes dos elementos que presentes em concentrações elevadas tornam-se poluentes. Pode ser considerada a remoção de algum (s) dos componentes presentes na composição para se atingir um nível satisfatório de qualidade da água de escoamento.

Estabelecimento de culturas de raízes in vitro e avaliação da produção de metabólitos secundários de Cleome spinosa Jacq. (Cleomaceae)

Cleome spinosa é uma espécie herbácea de uso na medicina popular, especialmente no Nordeste do Brasil. A cultura in vitro de raízes adventícias da espécie foi iniciada com segmentos radiculares (0,5 e 1,0 cm) obtidos a partir de duas fontes de explantes: plantas propagadas in vitro e plantas oriundas do processo de germinação in vitro. Os explantes foram inoculados em meio MS líquido suplementado ou não com as auxinas ANA, AIA e AIB em diferentes concentrações (0,5; 1,0; 1,5; 3,0; 5,0 mg.L-1). As culturas foram mantidas em sala de crescimento, sob agitação (100 rpm) e sob fotoperíodo de 16h ou no escuro, com subculturas a cada 45 dias. Explantes oriundos de plantas propagadas in vitro também foram cultivados em meio contendo a citocinina BAP em associação com auxinas, na presença de sorbitol (isoladamente ou em associação com sacarose), em meio MS contendo redução na concentração total de sais minerais (MS1/2 e MS1/4) e em meio sólido. Os resultados mostraram que a adição de auxinas ao meio de cultura foi essencial à multiplicação das raízes, uma vez que em meio MS0 ocorreu significativo desenvolvimento de brotos. A suplementação com ANA não foi eficiente para a produção de raízes e acarretou no calejamento dos explantes, enquanto que a presença de AIA e AIB resultaram na multiplicação das raízes. Ainda assim, independentemente das manipulações realizadas no meio de cultivo, a capacidade de multiplicação mostrou-se reduzida. Uma expressiva multiplicação de raízes foi observada em culturas iniciadas a partir de explantes oriundos de plantas obtidas por germinação in vitro. A maior produção de biomassa foi alcançada em culturas iniciadas com segmentos radiculares de plantas obtidas por germinação in vitro cultivadas em meio contendo com 3,0 mg.L-1 de AIB e mantidas no escuro. Culturas estabelecidas nas melhores condições para acúmulo de biomassa foram acompanhadas por três subculturas, sendo avaliados períodos de cultura de 45 dias e de 60 dias. Culturas mantidas a intervalos de 45 dias apresentaram maior produção de raízes durante a segunda subcultura, enquanto que para o intervalo de 60 dias, embora tenha sido observada a capacidade de multiplicação das raízes, a maior produção de biomassa ocorreu nos primeiros 60 dias de cultivo. A partir de materiais in vivo e in vitro foram realizadas extrações com solventes de polaridade crescente (hexano, diclorometano, acetato de etila e metanol) e os extratos foram submetidos a avaliações cromatográficas. As análises por cromatografia em camada delgada mostraram a presença de terpenos nos extratos obtidos com hexano e diclorometano, tanto em material obtido a campo como naqueles produzidos in vitro e de compostos fenólicos nos extratos em acetato de etila obtidos a partir de material de campo. Pelas análises por cromatografia líquida associada à espectrometria de massas foi possível observar a presença de flavonoides nas culturas in vitro, não detectados no material de campo. As análises por cromatografia de fase gasosa associada à espectrometria de massas apontaram a presença de esteroides nos extratos em hexano de raízes coletadas a campo e nas culturas in vitro de raízes. Os resultados obtidos mostraram a viabilidade da produção de culturas de raízes in vitro para a espécie C. spinosa e o potencial deste material para a produção de substâncias bioativas, algumas não encontradas em material coletado a campo