Sự phụ thuộc mật độ bù đắp trong quần thể cá : tầm quan trọng, tranh cãi, nhận thức và triển vọng
Tóm tắt
Các quá trình phụ thuộc mật độ như tăng trưởng, sinh tồn, sinh sản và di chuyển được coi là bù đắp nếu tỷ lệ của chúng thay đổi theo sự biến đổi của mật độ quần thể (hoặc số lượng) sao cho kém phát triển dân số bị chậm lại ở mật độ cao và thúc đẩy sự gia tăng số lượng quần thể ở mật độ thấp. Sự phụ thuộc mật độ bù đắp là rất quan trọng trong quản lý nghề cá vì nó hoạt động nhằm bù đắp tổn thất của các cá thể. Mặc dù khái niệm bù đắp rất dễ hiểu, nhưng nó vẫn là một trong những vấn đề gây tranh cãi nhất trong động lực học quần thể. Những khó khăn phát sinh khi chuyển từ các khái niệm chung sang các quần thể cụ thể. Bù đắp thường được định lượng bằng cách sử dụng một số sự kết hợp của phân tích cá đẻ - cá tuyển dụng, giám sát hiện trường lâu dài hoặc các nghiên cứu can thiệp và mô hình máy tính. Các vấn đề phát sinh do có những hạn chế đối với từng phương pháp này, và những hạn chế này thường xuất phát từ sự không chắc chắn cao liên quan đến các phép đo thực địa. Chúng tôi đưa ra một cách tiếp cận phân cấp để dự đoán và hiểu bù đắp, dao động từ rất chung, sử dụng lý thuyết lịch sử sống cơ bản, đến rất cụ thể, sử dụng các mô hình quần thể chi tiết. Chúng tôi phân tích một cơ sở dữ liệu về cá đẻ - cá tuyển dụng để kiểm tra các dự đoán về bù đắp và dự trữ bù đắp mà xuất phát từ một hệ khung lịch sử sống ba điểm được thiết kế cho cá. Chúng tôi sau đó tóm tắt các ví dụ thực địa về tính phụ thuộc mật độ trong các quá trình cụ thể. Các nghiên cứu giám sát hiện trường lâu dài được chọn, các nghiên cứu can thiệp và các ví dụ về mô hình máy tính sẽ được nêu bật để minh họa cách mà các quá trình phụ thuộc mật độ dẫn đến các phản ứng bù đắp ở mức quần thể. Một số tiến bộ lý thuyết và thực nghiệm cung cấp hy vọng cho tiến bộ trong tương lai về vấn đề bù đắp sẽ được thảo luận. Chúng tôi ủng hộ một cách tiếp cận đối với bù đắp liên quan đến việc hiểu các cơ chế nền tảng ở cấp độ quá trình, lý thuyết lịch sử sống, phân tích cẩn thận dữ liệu thực địa, và mô hình ma trận cũng như dựa trên cá thể. Luôn có các cuộc tranh luận nếu việc định lượng bù đắp không bao gồm một mức độ hiểu biết về các cơ chế nền tảng.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Adams S.M., 1990, Status and use of biological indicators for evaluating the effects of stress on fish, American Fisheries Society Symposium, 8, 1
Bagenal T.B., 1973, Fish fecundity and its relations with stock and recruitment, Rapports et Proces-Verbaux des Reunions, Conseil International pour l’Exploration de la Mer, 164, 186
Bannister R.C.A., 1978, Changes in plaice stocks and plaice fisheries in the North Sea, Rapports et Proces-Verbaus des Reunions, Conseil International pour l’Exploration de la Mer, 172, 86
Barnthouse L.W., 1988, Introduction to the Monograph. American Fisheries Society Monograph, 4, 1
Beall E., 1987, La Restauration Des Rivieres a Saumons (Restoration of Salmon Rivers), 231
Beverton R.J.H., 1957, On the Dynamics of Exploited Fish Populations, United Kingdom Ministry of Agriculture, Food, and Fisheries Investigations Series 2, 19, 533
Bradford M.J., 1992, Precision of recruitment predictions from early life stages of marine fishes, Fishery Bulletin, 90, 439
Brandt S.B., 1994, Theory and Application of Fish Feeding Ecology, 211
Bromage N., 1995, Broodstock Management and Egg and Larval Quality, 1
Bromley P.J., 1989, Evidence for density‐dependent growth in North Sea gadoids, Journal of Fish Biology, 35, 117, 10.1111/j.1095-8649.1989.tb03052.x
Butl T.P., 1999, Density‐dependent habitat selection by juvenile Atlantic salmon (Salmo salar) in experimental riverine habitats, Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 56, 1298, 10.1139/f99-074
Caswell H., 2000, Matrix Population Models: Construction, Analysis, and Interpretation
Chambers R.C., 1989, Egg size, female effects, and the correlations between early life history traits of capelin, Mallotus villosus: an appraisal at the individual level, Fishery Bulletin, 87, 515
Christensen S.W., 1988, Testing the validity of stock‐recruitment curve fits, American Fisheries Society of Monograph, 4, 219
Collins L.A., 1998, Reproductive patterns, sex ratio, and fecundity in gag, Mycteroperca microlepis (Serranidae), a protogynous grouper from the northeastern Gulf of Mexico, Fishery Bulletin, 96, 415
Coutant C.C., 1990, Microchemical analysis of fish hard parts for reconstructing habitat use: practice and promise, American Fisheries Society Symposium, 7, 574
Crecco V., 1987, Effects of climatic and density‐dependent factors on intra‐annual mortality of larval American shad, American Fisheries Society Symposium, 2, 69
Cushing D.H., 1975, Marine Ecology and Fisheries
Dahlberg M.D., 1979, A review of survival rates of fish eggs and larvae in relation to impact assessments, Marine Fisheries Review, 1
Ennevor B.C., 1994, Mass marking coho salmon, Oncorhynchus kisutch, fry with lanthanum and cerium, Fishery Bulletin, 92, 471
Fletcher R.I., 1988, Fishing in dangerous waters: remarks on a controversial appeal to spawner‐recruit theory for long‐term impact assessment, American Fisheries Society Monograph, 4, 232
Fletcher W.J., 1999, Spatial distribution of sardine (Sardinops sagax) eggs and larvae: an application of geostatistics and resampling to survey data, Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 56, 907, 10.1139/f99-012
Froese R., 2000, FishBase 2000: Concepts, Design, and Data Sources, 344
Garcia S.M., 1997, Global Trends: Fisheries Management, 3
Garrod D.J., 1979, Fish stocks: their life‐history characteristics and response to exploitation, Symposium of the Zoological Society of London, 44, 361
Goodyear C.P., 1980, Biological Monitoring of Fish, 253
Goodyear C.P., 1993, Risk Descriptive Evaluation and Biological Reference Points for Fisheries Management, 67
Gulland J.A., 1977, The Management of Marine Fisheries
Hassell M.P., 1978, Arthropod Predator‐Prey Systems
Heath M., 1997, From the biology of the individual to the dynamics of the population: bridging the gap in fish early life studies, Journal of Fish Biology, 51, 1, 10.1111/j.1095-8649.1997.tb06090.x
Hoffmann E.E., 1998, Environmental variability effects on marine fisheries: four case histories, Ecological Applications, 8, S23, 10.2307/2641360
Houde E.D., 1987, Fish early life dynamics and recruitment variability, American Fisheries Society Symposium, 2, 17
Houde E.D., 1989, Comparative growth, mortality, and energetics of marine fish larvae: temperature and implied latitudinal effects, Fishery Bulletin, 87, 471
Houde E.D., 1991, Habitat Requirements for Chesapeake Bay Living Resources, 8
Hunter J.R., 1980, Egg cannibalism in the northern anchovy, Engraulis mordax, Fishery Bulletin, 78, 811
Ivlev V.S., 1961, Experimental Ecology of the Feeding of Fishes
Jude D.J., 1987, Compensatory Mechanisms in Fish Populations, Vol. 2: Compensation in Fish Populations Subject to Catastrophic Impact
Koenig C.C. Coleman F.C. Collins L.A. Sadovy Y.andColin P.L.(1996)Reproduction in gag (Mycteroperca microlepis) in the eastern Gulf of Mexico and the consequences of fishing spawning aggregations. In:Biology Fisheries and Culture of Tropical Groupers and Snappers(ICLARM Conference Proceedings 48 Laguna Philippines. International Workshop on Tropical Snappers and Groupers. 26–29 October 1993 Campeche Mexico).F.Arreguin‐Sanchez J.L.Munro M.C.BalgosandD.Pauly eds.ICLARM Manila Philippines pp.307–323.
Laevastu T., 1993, Marine Climate, Weather and Fisheries
Lasker R.E., 1962, The fatty acid composition of the lipids of some Pacific sardine tissues in relation to ovarian maturation and diet, Journal of Liposome Research, 3, 60, 10.1016/S0022-2275(20)40449-3
Lenarz W.H., 1995, Explorations of El Nino events and associated biological population dynamics off central California, Reports of California Cooperative Oceanic Fisheries Investigations, 36, 106
Limburg K.E., 1999, Growth, mortality, and recruitment of larval Morone spp. in relation to food availability and temperature in the Hudson River, Fishery Bulletin, 97, 80
Ludwig D. Hilborn R.andWalters C.(1993)Uncertainty resource exploitation and conservation: lessons from history.Science260 17and36.
Macaluso J., 1999, The Advocate
MacCall A.D., 1981, The consequences of cannibalism in the stock‐recruitment relationship of planktivorous pelagic fishes such as Engraulis, IOC Workshop Report, 28, 201
MacCall A.D., 1990, Dynamic Geography of Marine Fish Populations, 153
Mace P.M., 1993, Risk Evaluation and Biological Reference Points for Fisheries Management, 101
McConnaughey R.A., 1995, Proceedings of the International Symposium on North Pacific Flatfish, Alaska (International Symposium on North Pacific Flatfish. Anchorage, AK, 26–28 October 1994). Sea Grant College Report AK‐SG‐95‐04, Fairbanks, Alaska, 385
McDermot D.(1998)An Individual‐based Modeling Study of Lake Fish Communities in Lake Mendota Wisconsin: the Importance of Considering Food Web Interactions.PhD Thesis University of Tennessee Tennessee 149pp.
Mertz G., 1995, Estimating the predictability of recruitment, Fishery Bulletin, 93, 657
Morimoto H., 1996, Survival Strategies in Early Life Stages of Marine Resources, 3
Myers R.A., 1995, Recruitment of marine fish: the relative roles of density‐dependent and density‐independent mortality in the egg, larval, and juvenile stages, Marine Ecology Progress Series, 128, 305
Myers R.A., 1996, Is fish recruitment related to spawner abundance?, Fishery Bulletin, 94, 707
Myers R.A. Bridson J.andBarrowman N.J.(1995a)Summary of worldwide spawner and recruitment data.Canadian Technical Report of Fisheries and Aquatic SciencesNo.2024 331pp.
Nikolsky G., 1969, Theory of Fish Population Dynamics as the Background for Rational Exploitation and Management of Fishery Resources, 323
Nikolsky G., 1973, On fecundity as a regulatory mechanism in fish population dynamics, Rapports et Proces-Verbaux des Reunions Conseil International pour l’Exploration de la Mer, 164, 174
NMFS (National Marine Fisheries Service), 1998, Report to Congress: Status of Fisheries of the United States, 94
NRC (National Research Council), 1999, Sustaining Marine Fisheries, 164
Parker R.O., 1994, A video transect method for estimating reef fish abundance, composition, and habitat utilization at Gray’s Reef National Marine Sanctuary, Georgia, Fishery Bulletin, 92, 787
Policansky D., 1998, Genetics, metapopulations, and ecosystem management of fisheries, Ecological Applications, 8, S119, 10.2307/2641369
Polovina J.J., 1999, Application of TOPEX‐POSEIDON satellite altimetry to simulate transport dynamics of larvae of spiny lobster, Panulirus marginatus, in the northwestern Hawaiian Islands, Fishery Bulletin, 97, 132
Rauck G., 1978, On the nursery aspects of the Wadden Sea for some commercial fish species and possible long term changes, Rapports et Proces-Verbaux des Reunions, Conseil International pour l’Exploration de la Mer, 172, 266
Ricker W.E., 1975, Computation and interpretation of biological statistics of fish populations, Bulletin of the Fisheries Research Board of Canada, 191, 382
Rothschild B.J., 1986, Dynamics of Marine Fish Populations, 277
Saila S.B., 1987, Electric Power Research Institute Report EA‐5200
Saila S., 1991, Electric Power Research Institute Report EN‐7178
Schaefer M.B., 1954, Some aspects of the dynamics of populations important to the management of the commercial marine fisheries, Bulletin of the Inter-American Tropical Tuna Commission, 1, 27
Schirripa M.J., 1999, Status of the Red Snapper in U.S. Waters of the Gulf of Mexico: Updated Through 1998, 86
Schneider D.C., 1989, Identifying the spatial scale of density–dependent interaction of predators with schooling fish in the southern Labrador Current, Journal of Fish Biology, 35, 109, 10.1111/j.1095-8649.1989.tb03051.x
Shepherd J.G., 1984, Variations in fish stocks and hypotheses concerning their links with climate, Rapports et Proces-Verbaux des Reunions, Conseil International pour l’Exploration de la Mer, 185, 255
Smith P.E., 1989, Comparison of the mortality rates of Pacific sardine, Sardinops sagax, and Peruvian anchovy, Engraulis ringens, eggs off Peru, Fishery Bulletin, 87, 497
Sogard S.M., 1997, Size‐selective mortality in the juvenile stage of teleost fishes: a review, Bulletin of Marine Science, 60, 1129
Stearns S., 1993, The Evolution of Life Histories, 249
Stepien C.A., 1995, Population genetic divergence and geographic patterns from DNA sequences: examples from marine and freshwater fishes, American Fisheries Society Symposium, 17, 263
Takeuchi M., 1981, Effect of dietary vitamin E on growth, vitamin E distribution and mortalities of the fertilized eggs and fry in ayu Plecoglossus altivelis, Bulletin of Tokai Regional Fisheries Research Laboratory, 104, 111
Townsend C.R., 1981, Physiological Ecology: an Evolutionary Approach to Resource Use, 86
Tsuruta Y., 1989, Internal regulation of reproduction in the Japanese anchovy (Engraulis japonica) as related to population fluctuation, Canadian Special Publications of Fisheries and Aquatic Sciences, 108, 111
Van Winkle W., 1997, Early Life History and Recruitment in Fish Populations, 126
Walters C., 2000, Natural selection for predation avoidance tactics: implications for marine population and community dynamics, Marine Ecology Progress Series, 208, 309
Zastrow C.E., 1989, Quality of striped bass (Morone saxatilis) eggs in relation to river source and female weight, Rapports et Proces-Verbaux des Reunions, Conseil International pour l’Exploration de la Mer, 191, 34