Impacts of density-dependent growth and maturation on assessment advice to rebuild depleted U.S. silver hake (Merluccius bilinearis) stocks

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Abstract

We examined how density-dependent growth and maturation rates would affect scientific advice to rebuild U.S. silver hake (Merluccius bilinearis) stocks to a minimum biomass threshold (SSB50) using an age-structured stochastic projection model. Uncertainty in recruitment and initial stock sizes at age was incorporated to more realistically capture the stochastic nature of the stock's dynamics through time. Performance measures including spawning stock biomass (SSBt), risk (prob(SSBt< SSB50)), and fishery yields were examined under model assumptions of static life history parameters in contrast with density-dependent parameters for various constant fishing mortality rate (F) harvest policies. Model results indicated that unless compensatory mechanisms are accounted for, scientific advice may be too optimistic and lead to unrealistic expectations of F targets to achieve stock rebuilding, requiring longer rebuilding times and entailing more risk and unrealized sustainable yield. For instance, projected median southern stock SSBt exceeded the SSB50 of 104 000 metric tons (t) with 40% risk to the stock by year 20 from harvesting at F = 0.50. However, under the density-dependent assumption, median SSBt did not rebuild as expected, and after 20 years reached only 75 000 t with 85% risk to the stock. Also under this assumption, median yields increased from 9000 to 27 000 t by year 20 but were 30–40% lower than what would have been expected under density independence.

Nous avons cherché à voir si l'hypothèse d'une croissance et d'une maturation dépendant de la densité de population peut influer sur les avis scientifiques concernant le rétablissement des stocks américains de merlu argenté (Merluccius bilinearis) au seuil de biomasse minimum (BSR50); pour ce faire, nous nous sommes servi d'un modèle de projection stochastique structuré en fonction de l'âge. Nous avons introduit un facteur d'incertitude, applicable au recrutement et à l'effectif initial des stocks selon l'âge, pour reproduire de façon plus réaliste la nature stochastique de la dynamique des stocks. Comme mesures de performance, nous avons notamment utilisé la biomasse du stock reproducteur (BSRt), le risque (prob(BSRt< BSR50)) et la production de la pêche en posant, comme caractéristiques d'application du modèle, des paramètres de cycle biologique statiques par opposition aux paramètres dépendant de la densité qui caractérisent les politiques d'exploitation basées sur des valeurs constantes de la mortalité par pêche (F). D'après les résultats que nous avons obtenus avec ce modèle, à moins que des mécanismes de compensation soient mis en évidence, les avis scientifiques pourraient être trop optimistes et donner lieu à des visées irréalistes en ce qui touche les valeurs de F permettant de rétablir les stocks, le rétablissement étant en fait moins rapide et comportant plus de risques, et la produciton durable ne pouvant se concrétiser. Par exemple, la BSRt moyenne prévue pour le stock du sud dépassait le BSR50 de 104 000 tonnes métriques (t), et le stock était exposé à un risque s'élevant à 40% à la vingtième année avec un taux d'exploitation à F = 0,50. Toutefois, en supposant la relation de dépendance avec la densité, la BSRt moyenne ne se rétablissait pas comme prévu et n'atteignait que 75 000 t au bout de 20 ans, alors que le risque pour le stock était évalué à 85%. En outre, suivant cette hypothèse, les rendements moyens augmentaient de 9 000 à 27 000 t en 20 ans, mais étaient de 30 à 40% inférieurs à ce qu'on aurait prévu en supposant l'absence de relation de dépendance avec la densité.

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