Modelling the spatial demography of Atlantic cod (Gadus morhua) on the European continental shelf

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Abstract

Atlantic cod (Gadus morhua) stocks across the North Atlantic have been subject to intense fishing pressure during the 20th century, and some stocks have suffered well-documented collapses. On the European shelf, cod are widely but heterogeneously distributed and are caught as part of a multispecies trawl fishery. There is a growing body of evidence that this stock is composed of substocks with potentially distinct demographic properties. As a first step towards the development of management methodologies that reflect this spatial and biological complexity, we present a spatially and physiologically explicit model describing the demography and distribution of cod on the European shelf. The computational efficiency of our implementation enables numerical parameter optimization, thus facilitating formal statistical tests of structural hypotheses. We use these methods to fit model variants embodying a variety of hypotheses about the movements of settled fish to a data set including spatial distribution information derived from International Bottom Trawl Surveys. The best-fit model emerging from this study is then used to investigate the potential effects of long-term application of a series of regional fishing closure policies.

Les stocks de morues franches (Gadus morhua) dans tout l'Atlantique Nord ont subi une pression de pêche intense durant le 20e siècle et certains d'entre eux ont connu des effondrements bien documentés. Sur la plate-forme européenne, les morues sont réparties de manière étendue mais hétérogène et sont capturées dans le cadre de pêches multispécifiques au chalut. Il y a de plus en plus d'indications que ce stock est composés de sous-stocks possédant des propriétés démographiques distinctes. Comme première étape de la mise en place de méthodologies de gestion qui reflètent cette complexité spatiale et biologique, nous présentons un modèle explicite des points de vue spatial et physiologique qui décrit la démographie et la répartition des morues sur la plate-forme européenne. L'efficacité informatique de notre méthodologie permet une optimisation numérique des paramètres, facilitant ainsi l'application de tests statistiques formels aux hypothèses structurales. Nous utilisons ces méthodes pour ajuster à une banque de données provenant des inventaires internationaux au chalut de fond plusieurs variantes du modèle relatives à une gamme d'hypothèses sur les déplacements des poissons après leur établissement. Le modèle qui produit le meilleur ajustement dans notre étude a ensuite servi à déterminer les effets potentiels d'une mise en application de diverses politiques de fermeture régionale de la pêche sur une longue période.

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