Integrating design- and model-based inference to estimate length and age composition in North Pacific longline catches

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Abstract

Age and size structure are attributes of fishery stocks important for predicting future productivity. As such, estimating age and length composition of catches has long been an important fisheries management activity. Many observer programs sample catches to obtain length measurements and otoliths (or other structures for ageing) from targeted species. In North Pacific groundfish fisheries, observers collect these data through a stratified multiphase sampling design. Sampling variance and covariance estimates for catch- or proportions-at-length or -age that reflect the randomization inherent in the sampling design provide important measures of uncertainty that correspond to measurement error components in length- or age-structured stock assessment models. We compare sampling variances and covariances of Pacific cod (Gadusmacrocephalus) proportions-at-length and sablefish (Anoplopomafimbria) proportions-at-age with those provided by the overdispersed multinomial model sometimes used in these assessment models. For example, the sampling variance estimates for 2002 Pacific cod proportion-at-length estimates in the Bering Sea – Aleutian Islands are at most 13% of the variances provided by multinomial and square-root sample size assumptions. Furthermore, some proportion estimates are positively correlated, whereas only negative correlation occurs with the multinomial distribution.

Les structures en âge et en taille sont des caractéristiques des stocks de pêche qui permettent de prédire leur productivité future. Comme telle, l'estimation de la composition en âge et en longueur des récoltes a depuis longtemps constitu é une activité importante d'aménagement des pêches. Plusieurs programmes d'observation échantillonnent les récoltes afin d'obtenir des mesures de longueur et des otolithes des espèces visées. Dans les pêches de poissons de fond du Pacifique nord, les observateurs récoltent ces données dans le cadre d'un plan d'échantillonnage stratifié à plusieurs étapes. Les estimations de variance et covariance de l'échantillonnage de la récolte ou les proportions en fonction de la longueur ou de l'âge qui reflètent le caractère aléatoire inhérent au plan d'échantillonnage procurent des mesures importantes de l'incertitude qui correspondent aux composantes de l'erreur de mesure dans les modèles d'évaluation des stocks structurés en fonction de la longueur ou de l'âge. Nous comparons les variances et les covariances d'échantillonnage des proportions en fonction de la longueur chez la morue du Pacifique (Gadus macrocephalus) et des proportions en fonction de l'âge chez des morues charbonnières (Anoplopoma fimbria) à celles fournies par le modèle multinomial à distribution contagieuse quelquefois utilis é dans ces modèles d'estimation. Par exemple, les estimations de la variance d'échantillonnage des estimations des proportions en fonction de la longueur de la morue du Pacifique en 2002 dans la mer de Béring et les îles Aléoutiennes représentent tout au plus 13% des variances fournies par les présuppositions de taille d'échantillon multinomiales ou de racine carrée. De plus, certaines estimations des proportions sont en corrélation positive, alors que la distribution multinomiale ne génère que des corrélations négatives.

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