Effects of natural mortality on the yield per recruit models

Dissertação de Mestrado, Estudos Integrados dos Oceanos, 22 de Janeiro de 2016, Universidade dos Açores.

Age, growth and yield per recruit analysis of the pintado Pseudoplatystoma corruscans (Agassiz, 1829) in the Cuiabá River basin, Pantanal Matogrossense, Brazil

A idade e o crescimento do pintado Pseudoplatystoma corruscans foram estudados durante o período de maio de 1994 a maio de 1995. O comprimento-padrão variou de 52 a 145 cm e o peso total, de 1,3 a 41 kg. As relações biométricas entre comprimento-padrão (Ls) e comprimento total (Ltotal) e entre peso total (Wt) e comprimento-padrão (Ls) foram obtidas, sendo, respectivamente: Ltotal = 3,296 + 1,069 * Ls e Wt = 0,00624 * Ls3,134. O fator de condição, calculado mensalmente, sugere que a desova ocorreu entre os meses de fevereiro e março. A idade foi estimada pela contagem de anéis de crescimento presentes nos raios modificados (esporão) das nadadeiras peitorais, detectando 10 classes etárias. A distância média do último anel até a borda do esporão sugere que o período de menor crescimento ocorreu entre julho e setembro (seca). A equação de von Bertalaffy que descreve o crescimento do pintado é: Lt = 183 * [1 - exp - 0,085 * (t + 3,274)]. A mortalidade total obtida foi Z = 0,24 ano-1 e a mortalidade natural M = 0,20 ano-1. Com o presente nível de explotação, F = Z - M = 0,04 ano-1, conclui-se que o estoque do pintado ainda não estava sobrexplotado na bacia do rio Cuiabá, Pantanal Matogrossense, na época em que foi realizado o estudo.

Yield per recruit of the pacu Piaractus mesopotamicus (Holmberg, 1887) in the pantanal of Mato Grosso do Sul, Brazil

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Age and growth, mortality, reproduction and relative yield per recruit of the bogue, Boops boops Linne, 1758 (Sparidae), from the Algarve (south of Portugal) longline fishery

Samples of Boops boops ranging from 7.4 to 30.5 cm were obtained mainly by longline, supplemented by beach seining in the Ria Formosa lagoon, and by market sampling in the Algarve (southern Portugal). The macroscopic analyses of the gonads and the gonad somatic index showed that the south coast of Portugal B. boops spawn mainly from late winter to spring, between February and May. The length at first maturity was similar for males and females and the value for both sexes combined was estimated to be 15.22 cm, corresponding to an age range of 1-3. Age was determined by reading growth bands on otoliths. Age determination was validated by marginal increment analysis. The estimated parameters were L-infinity = 28.06, K = 0.22 and t(0) = -1.42. Mortality rates were calculated for fish captured with longlines, and the estimated parameters were M = 0.33, Z = 1.04 and F = 0.71. Relative yield per recruit analysis and sensitivity analysis showed that the resource is moderately exploited. From the perspective of sustainability, these results provide support for the use of longlines as a gear that is among the least harmful for species such as the bogue.

Genotype by environment interaction for seed yield per plant in rapeseed using AMMI model

The objective of this study was to assess genotype by environment interaction for seed yield per plant in rapeseed cultivars grown in Northern Serbia by the AMMI (additive main effects and multiplicative interaction) model. The study comprised 19 rapeseed genotypes, analyzed in seven years through field trials arranged in a randomized complete block design, with three replicates. Seed yield per plant of the tested cultivars varied from 1.82 to 19.47 g throughout the seven seasons, with an average of 7.41 g. In the variance analysis, 72.49% of the total yield variation was explained by environment, 7.71% by differences between genotypes, and 19.09% by genotype by environment interaction. On the biplot, cultivars with high yield genetic potential had positive correlation with the seasons with optimal growing conditions, while the cultivars with lower yield potential were correlated to the years with unfavorable conditions. Seed yield per plant is highly influenced by environmental factors, which indicates the adaptability of specific genotypes to specific seasons.

Age, growth and population dynamics of lemon sole Microstomus kitt (Walbaum 1792) sampled off the West Coast of Ireland

The age, growth, maturity and population dynamics of lemon sole (Microstomus kitt), captured off the west coast of Ireland (ICES division Vllb), were determined for the period November 2000 to February 2002. The maximum age recorded was 14 years. Males of the population were dominated by 4 year olds, while females were dominated by 5 year olds. Females dominated the sex ratio in the overall sample, each month sampled, at each age and from 22cm in total length onwards (when N > 20). Possible reasons for the dominance of females in the sex ratio are discussed. Three models were used to obtain the parameters of the von Bertalanfly growth equation. These were the Ford-Walford plot (Beverton and Holt 1957), the Gulland and Holt plot (1959) and the Rafail (1973) method. Results of the fitted von Bertalanffy growth curves showed that female lemon sole o f f the west coast of Ireland grew faster than males and attained a greater size. Male and female lemon sole mature from 2 years of age onwards. There is evidence in the population o f a smaller asymptotic length (L«, = 34.47cm), faster growth rate (K = 0.1955) and younger age at first maturity, all of which are indicative o f a decrease in population size, when present results are compared to data collected in the same area 22 years earlier. Results of the yield per recruit curve indicate that lemon sole are currently being over-fished o f f the west coast of Ireland. Problems of selectivity within the sampling method, particularly at the discarding stage, may have influenced the outcome of results of the models used in the assessment of this stock. Therefore, additional/future work on this species should include catch data which incorporates discards and not landings data alone.

Population structure and stock assessment of Hoplias malabaricus (Characiformes: Erythrinidae) caught by artisanal fishermen in river-reservoir transition area in Brazil

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Fish stock assessment of piraputanga Brycon microlepis in the Cuiabá River Basin, Pantanal of Mato Grosso, Brazil

Fork length measurements of individuals of Brycon microlepis landed and commercialized at the Porto Market in Cuiabá, MT, from May-October 1996 to May-October 1997 were used to estimate growth and mortality parameters for this species. The average estimated populational parameters were: L∞_ = 705 mm, k = 0.275 year -1, C = 0.775, WP = 0.465, Lc = 164 mm, M = 0.585 year -1, Z = 0.822 year -1, with F = 0.237 year -1. Yield per recruit analysis suggests that the stock is not yet overexploited.

Reproduction, food dynamics and exploitation level of Oreochromis niloticus (Perciformes: Cichlidae) from artisanal fisheries in Barra Bonita Reservoir, Brazil

Nile tilapia (Oreochromis niloticus), which is exotic to South America, is the most common species caught in artisanal fisheries at the Barra Bonita Reservoir, Southeastern Brazil. This species is of great socioeconomic importance for the region and keeps active a population of about 500 fishers. In the present study we assess reproduction, food dynamics and level of exploitation of O. niloticus, caught by artisanal fisheries in the Barra Bonita Reservoir. Specimens were collected monthly, from July 2004-June 2005, and a total of 1 715 specimens were analyzed. Each specimen was examined to obtain biological and biometric data: standard length (cm), total weight (g), reproductive data (sex and stage of maturation), and stomach contents (empty, partly full, and full). We also estimated the sex ratio (by macroscopic observation of gonads), reproductive period (by ovarian development and seasonal average of gonadosomatic index in females), and feeding habits (by stomach contents). The possible relationship between abiotic factors and the reproductive period was statistically verified using Spearman's Rank Correlation. The FiSAT (ELEFAN I) package was used to assess growth parameters, mortality rates and to infer exploitation rate from standard length frequencies. The O. niloticus population had a sex ratio of 1.3:1 (M:F). Results indicated that ripe females were captured throughout the year, with a higher frequency during the winter-2004 (with a frequency of 59%, at a mean temperature of 20.5°C), and in spring-2004 (with a frequency of 60.5% at a mean temperature of 21.18°C). The GSI mean values obtained by season were: winter-2004: 1.71; spring-2004: 1.72; summer-2005: 0.80, and autumn-2005: 1.19. The Spearman correlation indicated positive values with respect to pH, dissolved oxygen, electric conductivity, transparency and chlorophyll a, and negative values with respect to temperature, accumulated rainfall and altimetric benchmark. The main food items were phytoplankton and periphytic algae, observed in 99.6% of the analyzed stomachs. The estimated growth and mortality parameters were: L∞=33.60cm, k=0.63/year, longevity= 4.76years, Z=2.81/ year, M=1.20/year and F=1.61/year. The weight-length relationship was Ln Wt=-2.8532+2.8835 Ln Lp. The estimated yield per recruit values were as follows: E=0.570, Emax=0.776, E0.1=0.604 and E0.5=0.349. These results indicate that a well established population of O. niloticus is present at Barra Bonita Reservoir; with an active reproduction throughout the year, more intense during winter and spring, and that O. niloticus is a phytoplanktophagus species. There were no indications that this species is being overfished, we therefore recommend that, due to its exotic condition, no restrictions need to be taken on its fishing activities.

Biologia reprodutiva e dinâmica populacional de Hypancistrus zebra Isbrücker & Nijssen, 1991 (Siluriformes, Loricariidae), no rio Xingu, Amazônia brasileira

Hypancistrus zebra é uma espécie ornamental, endêmica e rara da região do Médio – Baixo Rio Xingu, a qual apresenta forte demanda do mercado de peixes ornamentais internacional, que criou uma forte pressão de exploração associada a esta espécie. Atualmente, H.zebra encontra-se na lista brasileira de fauna ameaçada de extinção e sua captura está proibida. Sabe-se que mesmo proibida, a mesma continua sendo capturada e exportada ilegalmente, aliada a isso a construção da Hidrelétrica de Belo Monte em seu trecho de distribuição, que ameaça a sua área de distribuição geográfica e a falta de informações sobre sua biologia e ecologia dificultam ações de ordenamento para esta espécie. De modo que, se objetivou neste trabalho estudar aspectos da biologia reprodutiva e dinâmica populacional para contribuir com medidas de conservação para esta espécie. Exemplares de H. zebra foram capturados mensalmente de março de 2009 a fevereiro de 2010, através de mergulho com compressor, no Rio Xingu, entre a localidade de Gorgulho da Rita e a Vila de Belo Monte. Os indivíduos capturados foram pesados e medidos (peso e comprimento total). As gônadas foram retiradas e imediatamente fixadas em Solução Bouin. Seguiram-se as técnicas histológicas de rotina. Os estágios de maturação gonadal foram descritos com base na presença de células germinativas em diferentes estádios de desenvolvimento. Através dos dados de freqüência dos comprimentos foram feitas estimativas dos parâmetros populacionais tais como: modelos de crescimento, recrutamento, mortalidade, rendimento por recruta e tamanho de primeira maturidade gonadal. A espécie apresentou uma desova sazonal com dois picos entre as estações de transição entre seca e cheia (e vice-versa) do rio, e dois períodos de recrutamento, com taxas de crescimento diferenciadas. Estimou-se que a espécie possui uma longevidade de cinco anos, e que está no limite do rendimento máximo sustentável, o que se caracteriza como uma situação perigosa para a espécie, pois qualquer aumento do esforço irá comprometer o estoque e ainda não se sabe que impactos ocorrerão em decorrência das modificações provocadas em seu habitat pela construção da hidrelétrica.

Seletividade de captura, dinâmica populacional, análise de estoque e sustentabilidade da pesca de Hemiodus unimaculatus (Bloch, 1794) a montante da barragem de Tucuruí, Brasil

Hemiodus unimaculatus (Bloch, 1794) está entre as principais espécies desembarcadas na área de influência da Usina Hidrelétrica de Tucuruí (UHE Tucuruí), contudo são poucas as informações existentes sobre a pesca e biologia da espécie na área. Logo, o trabalho se propõe a verificar as mudanças espaciais na população de H. unimaculatus, determinar as curvas de seletividade das redes utilizadas e calcular alguns parâmetros de sua dinâmica populacional. O local de estudo corresponde à área localizada a partir da barragem da UHE Tucuruí, compreendendo Reservatório (zona de inundação) e Montante. As coletas foram efetuadas trimestralmente nos anos de 2001, 2003, 2005, 2006 e 2007 e semestralmente nos anos de 2002 e 2004, em cinco locais no reservatório e dois na montante, utilizando bateria de redes de emalhar de 50 m de comprimento e 3 m de altura, com malhas de 40, 60, 80 e 100 mm entre nós opostos. O teste de Kruskal-Wallis foi utilizado para comparar as médias de comprimento total e o peso dos espécimes ao nível de significância de 5%; a variação espaço-temporal das capturas foi determinada pela análise de Cluster e pelo SIMPER; a seletividade de rede pela construção das curvas de seleção; e os aspectos populacionais (crescimento, longevidade, mortalidade, recrutamento e o rendimento por recruta) com o auxílio do programa FISAT II. Os resultados demonstraram que as fêmeas são maiores e mais pesadas que os machos. No período inicial (2001-2003) a espécie dividia a área de estudo em zona de desova e crescimento, enquanto no período final (2005-2007) não havia diferença quanto o uso do espaço. A malha de 60 mm é a mais indicada para a pesca, considerando a captura de 50% de indivíduos adultos. A proporção sexual de 1,44:1 foi favorável as fêmeas (χ²_c = 28,86; p < 0,0001). As relações peso total/comprimento total apresentaram correlação positiva, não diferindo entre os sexos (t = -0,097; p = 0,9229), sendo que machos e fêmeas exibiram crescimento do tipo isométrico. O fator de condição não foi diferente entre os pontos de coleta, sugerindo que a espécie utiliza toda a área de estudo como zona de alimentação. Os parâmetros de crescimento de von Bertalanffy foram L∞ = 358 mm, k = 0,55 ano^-1 e t₀ = -0,15 ano. As médias de mortalidade total e natural foram de 3,04 ano^-1 e 0,7 ano^-1, respectivamente. A taxa de explotação foi estimada em 0,77 e o rendimento por recruta mostrou que a taxa de exploração do estoque de H. unimaculatus deve ser reduzida em 52% para manter o recrutamento e a desova. Assim, com todas as informações geradas, é possível notar que as mudanças na estrutura e dinâmica espaço-temporal de H. unimaculatus são um processo de adaptação contínuo e o manejo pesqueiro adequado se torna essencial para a preservação da espécie. Para atingir esse objetivo, faz-se necessário rever a legislação pesqueira atual, buscando uma otimização do tamanho de malha para a captura da espécie, diminuir a taxa de exploração e monitorar regularmente a seletividade e os parâmetros populacionais.

Reproduction, food dynamics and exploitation level of Oreochromis niloticus (Perciformes: Cichlidae) from artisanal fisheries in Barra Bonita Reservoir, Brazil

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Conservation and management of exploited shark populations based on reproductive value

Several life history traits of sharks result in juveniles being particularly vulnerable to exploitation. However, population level impacts of harvests on juvenile sharks have not been well quantified. This paper examines a range of harvest strategies, including those targeting juveniles. Reproductive value and yield per recruit are used to compare the harvests, which are represented by Leslie matrix models with a harvest matrix. Two species are used as examples: the short-lived Rhizoprionodon taylori and the long-lived Squalus acanthias. Harvests that maintain a stationary population size cause reproductive values to change in opposing ways, but they remove equal fractions of the population's reproductive potential. A new theorem gives population growth as a function of the fraction of reproductive potential removed by a harvest, a relationship useful for comparing harvests on juveniles and adults. Stochastic projections indicate that the risk of depletion is associated with the fraction of reproductive potential removed annually, a measure which encompasses the information in both the selectivity and the rate of fishing mortality. These results indicate the value of focusing conservation efforts on preserving reproductive potential.