Modelling seasonal environmental preferences of tropical tuna purse seine fisheries in the Mozambique Channel

The spatial-temporal environmental preferences and biomass aggregation of tropical tuna from purse seine fishery in the Mozambique Channel (MZC) have barely been investigated. In this study, tuna biomass volume from Fish Aggregating Devices (FADs) and Free-Swimming Schools (FSC), collected by Spanish fishing logbooks during 2003–2013, were modelled separately as a function of a set of oceanographic variables (sea surface temperature, sea surface height, geostrophic currents, salinity, and chlorophyll-a) using Generalized Additive Models (GAMs). Temporal variables (natural day, month and year), and spatial variables (latitude and longitude) were included in the models to account for the spatio-temporal structure of dynamic biomass of tropical tuna volume gathering. Oceanographic, temporal and spatial effects on aggregated catches differed between fishing modes, even though some common aspects appeared along the area and the period of study. Fishable patches of tuna biomass accumulation were explained by sea surface temperature, productivity, sea surface height, geostrophic currents, and apart from the spatio-temporal variables interactions. Although the models predicted slight differences for tuna fishing spots preferences, both fishing modes partially overlapped. Goodness of fit for selected variables showed that models were able to predict tuna catches assembled patterns in the MZC reasonably well. These results highlight a connection between the biophysical state of the oceans and purse seine tuna catches in the MZC, and ultimately may contribute to the scientific advice for the appropriate management and conservation of the exploited resources by purse seine fleets in the area of MZC.Postprint1,58

Book of Abstracts & Lead Articles The Second International Symposium Remote Sensing for Ecosystem Analysis and Fisheries

SAFARI (Societal Applications in Fisheries and Aquaculture using Remotely-Sensed Imagery) is an initiative which provides a forum for coordination, at the international level, of activities in global fisheries research and management. The forum is open to all interested parties, including policy makers, research scientists, government managers, and those involved in the fishing industries. SAFARI organizes international workshops and symposia as a platform to discuss the latest research in Earth observation and fisheries management, information sessions aimed at the fisheries industry, government officials and resource managers, representation at policy meetings, and producing publications relevant to the activities. SAFARI gains worldwide attention through collaboration with other international networks, such as ChloroGIN (Chlorophyll Global Integrated Network), IOCCG (International Ocean-Colour Coordinating Group), POGO (Partnership for Observation of the Global Oceans) and the oceans and society: Blue Planet Initiative of the intergovernmental organization, the Group on Earth Observations (GEO)

A socio-ecological and economic approach to tropical tuna fisheries in the Mozambique Channel

El Canal de Mozambique (MZC), se encuentra en la parte suroeste del Océano Índico, al este de Mozambique, oeste de Madagascar y al sur del archipiélago de Comoros. El área de MZC se encuentra dentro de las latitudes 10ºS y 26ºS, donde se da una estación de invierno seca y fresca entre marzo y agosto, y otra estación húmeda y cálida de septiembre a febrero.El MZC es estrecho en la parte central con 430 km de ancho y alcanza un ancho máximo de 1000 km en la latitud 20ºS. El canal tiene ~ 3000 m de profundidad con una longitud de ~ 1600 km, con plataformas continentales estrechas. Los procesos oceanográficos se caracterizan por un mecanismo complejo de circulación de masas de agua, como la posible dilución y mezcla sugeridas entre las corrientes hacia el norte (p. Ej.: Aguas Profundas Frías del Atlántico Norte - NADW y Aguas Intermedias Antárticas - AAIW), corrientes hacia el sur (p. Ej.: Aguas Salinas del Mar Rojo - SW y Aguas Profundas del Norte de la India - NIDW) y corrientes ecuatoriales del sur (SEC) alrededor de la cuenca del arquipelago de Comoros. Además, hay efecto del ciclón y los remolinos anticiclónicos generados en el área más al norte de MZC que transporta sal y aguas cálidas de la capa superior alimentadas por la corriente ecuatorial sur que circula hacia el sur y se fusiona con las corrientes de agua intermedias de Agulhas en el extremo sur del canal. También, el agua cálida (SST ~ 28ºC - 30ºC) está relacionada con la formación de ciclones tropicales y la intensificación de las tormentas, promoviendo una alta evaporación, contribuyendo a incrementar la precipitación, turbulencia y mezcla de masas de agua en la región. Así, las interacciones de los procesos oceanográficos ambientales y biológicos, hacen del Canal de Mozambique un laboratorio natural idóneo para investigar la relación de las especies con el medio ambiente. 2 La circulación de las corrientes y otras características oceanográficas como la temperatura de la superficie del mar, las anomalías del nivel del mar, la salinidad, los frentes oceánicos, y su interacción con el aporte de nutrientes y las concentraciones de plancton, juegan un papel determinante en la red trófica del ecosistema marino y la diversidad de sus especies. Por lo tanto, el ecosistema marino del Canal de Mozambique se caracteriza por una alta diversidad de recursos pesqueros demersales y pelágicos, como cangrejos, camarones, calamares, bivalvos, tiburones, sardinas, anchoas, peces óseos, picudos, caballa y atún, junto con otras especies de aguas costeras de los países alrededor del Canal de Mozambique. En las zonas neríticas y oceánicas próximas al MZC las pesquerías artesanales y flotas industriales capturan túnidos tropicales de alto valor comercial (Katsuwonus pelamis - listado, Thunnus albacares - aleta amarilla y Thunnus obesus - patudo). La productividad de los túnidos tropicales está estrechamente relacionada con la variabilidad estacional e interanual de la circulación de los remolinos de mesoescala y las condiciones oceanográficas ambientales en el Canal de Mozambique. Por ejemplo, durante el invierno (marzo-junio), los cardúmenes de atún parecen alcanzar su punto máximo en MZC, atrayendo a los cerqueros para pescar en el norte del canal y, posteriormente, desplazarse entre Julio y Agosto hacia otro caladero. Por tanto, la sostenibilidad de las pesquerías de túnidos tropicales está determinada por la distribución espacio-temporal de las poblaciones de túnidos tropicales, caracterizada por un entorno inestable y cambios ambientales, así como la interacción de múltiples flotas. Las flotas industriales capturan túnidos tropicales que exportan principalmente al mercado internacional, mientras que las pesquerías de pequeña escala abastecen el mercado local de subsistencia. En este estudio se analizan los efectos de las condiciones oceanográficas sobre la captura agregada de las tres principales especies de túnidos tropicales considerando las dos estrategias de 3 pesca principales de la flota Española de cerco, es decir, la pesca sobre dispositivo artificiales de agregación de peces (FADs) y banco libre (FSC). Además, para cada estrategia de pesca, se investiga el desplazamiento de la agregación de captura bajo los efectos del cambio climático utilizando la captura de atún Katsuwonus pelamis como indicador biológico, y se discuten las implicaciones sociales y económicas del impacto climático sobre los países costeros alrededor del Canal de Mozambique. El atún Katsuwonus pelamis es el recurso pesquero ecológico más importante que sustenta las necesidades sociales y económicas de los países costeros del MZC y, por tanto, las predicciones de puntos críticos para mediados y finales de siglo bajo diferentes escenarios de cambio climático son resultados que deben ser considerados en los planes de conservación y gestión de este recurso. Además, se analizaron las tendencias en las capturas de atún de las flotas industrial y artesanal y el impacto de su interacción. El objetivo general de esta investigación de tesis es mejorar nuestro conocimiento sobre los factores clave que impulsan la dinámica de las pesquerías de túnidos tropicales en el MZC, bajo un contexto que combina la acción e interacción de la flota de cerco industrial y la pesca a pequeña escala. Este objetivo general se concreta en una serie de objetivos principales, como son, investigar qué variables ambientales pueden explicar la agregación de la densidad de cardumen en un determinado hábitat, predecir la mayor agregación espacial de captura explotable bajo distintos escenarios de cambio climático, evaluar la evolución de las capturas de atún tropical y discutir los aspectos socio-ecológicos y socioeconómicos de las interacciones entre las flotas de cerco y la pesca artesanal. El objetivo de estos estudios es esencial para la conservación y gestión de los recursos tropicales explotados por distintas flotas tanto para fines comerciales como de subsistencia y establecer políticas hacia la sostenibilidad ecológica, social y económica con el fin de garantizar el bienestar de las comunidades de pescadores y naciones. Para el desarrollo del objetivo general, se 4 han definido y resumido objetivos específicos de la siguiente manera: (i) investigar las relaciones entre los factores ambientales y la acumulación de cardúmenes de túnidos tropicales en hábitats marinos capturados por la flota Española de cerco sobre FADs o sobre FSC en el Canal de Mozambique; (ii) investigar la dinámica temporal y predecir los hábitats espaciales para la agregación de cardúmenes de túnidos o puntos críticos para la pesca en relación con sus preferencia ambientales;, (iii) investigar los cambios de distribución y agregación del Katsuwonus pelamis frente a los escenarios futuros de concentraciones representativas (RCP) de cambios climáticos para 2050 y 2100. Es decir, bajo los escenarios RCP2.6 y RCP8.5 optimistas y pesimistas de emisión de carbono respectivamente, dadas la importancia ecológica y socioeconómica de atún Katsuwonus pelamis (skipjack) en la región; (iv) discutir los cambios en las tasas de captura y socioeconómicos que afectan a las comunidades pesqueras considerando la incertidumbre asociada al cambio climático en el Canal de Mozambique; (v) describir las interacciones socioecológicas y socioeconómicas entre la pesca industrial y los sectores de la pesca en pequeña escala en las aguas costeras, en base a la información disponible de las pesquerías de Mozambique; (vi) explorar, desde el punto de vista ecológico, el efecto que ejercen la flota industrial en las poblaciones objetivo, así como el impacto socioeconómico en la pesca a pequeña escala, siendo esta, además, más vulnerable al cambio climático a lo largo de la costa de Mozambique. Estos objetivos comparten una meta práctica, ya que apuntan a proporcionar conocimiento científico ambiental y los impactos de la pesca de múltiples flotas en el atún tropical, y tienen consecuencias socioeconómicas de las comunidades de pescadores y naciones alrededor del Canal de Mozambique, y discuten los efectos y estrategias climáticos que podría abordarse para la adaptación o mitigación impuesta por los cambios climáticos. Además, los resultados de esta tesis pretenden impulsar la investigación futura sobre los impactos del cambio climático y las interacciones socioecológicas entre las flotas pesqueras en el marco de la gestión pesquera. 5 Los datos científicos utilizados en el análisis de capturas y esfuerzo de la flota española de cerco en el área del Canal de Mozambique se obtuvieron de las bases de datos del Instituto Español de Oceanografía (IEO) para el período de Febrero de 2003 a Junio de 2013 a partir de los cuadernos de pesca de la flota de cerco española, una vez corregida la composición específica de las capturas a partir de los datos detallados de la flota y el muestreo de puertos. Los datos de captura y esfuerzo de los cuadernos de pesca contienen información de los lances de pesca para FADs y FSC. Y estas información se utilizaron para investigar los efectos ambientales sobre la agregación de captura y para proyectar la distribución futura de la cardumen atún Katsuwonus pelamis en escenarios de cambios climáticos. Paralelamente a los datos de pesca, los datos ambientales para la misma subárea del MZC y el mismo periodo de tiempo se obtuvieron del consorcio MyOcean-Copernicus EU (marine.copernicus.eu) en formato netCDF. Para cada posición o fecha de lance de pesca se seleccionaron del archivo netCDF las siguientes variables: temperatura de la superficie del mar, gradiente de temperatura de la superficie del mar, altura de la superficie del mar, energía cinética de los remolinos, corrientes geostróficas, salinidad, concentración de clorofila-a, gradiente de la clorofila-a y concentración de oxígeno disuelto. La resolución espacio-temporal fue de 1/4° por día. Además de las variables oceanográficas, se incluyeron en el análisis variables espacio-temporales relacionadas con la abundancia o incluso con otros procesos ambientales encubiertos no incluidos en el modelo. Todas las variables se extrajeron del producto CMEMS GLOBAL_REANALYSIS_PHY_001_031, excepto clorofila-a y concentraciones de oxígeno que se descargaron del producto GLOBAL_REANALYSIS_BIO_001_029. Para predecir la distribución futura de la captura de Katsuwonus pelamis bajo escenarios de cambio climático, se utilizaron las proyecciones de temperatura superficial del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC). En particular, se contemplaron dos escenarios de las Rutas Representativas de 6 Concentración (RCP) 2.6 y 8.5 para los años 2050 y 2100 (niveles de forzamiento radiativo de aproximadamente 2.6 y 8.5 Wm-2 para finales de 2050 y 2100, respectivamente) para la temperatura media mensual de la superficie del mar con una resolución espacial de 0.083º x 0.083º a partir de las bases de datos de Bio-ORACLE (http://www.bio-oracle.org). El escenario de emisión RCP2.6 (optimista) asume el menor cambio, con un aumento de temperatura de 1ºC para 2050 y 2ºC para 2100 y un aumento de salinidad de 0,5 psu y 1 psu para estos mismos años, respectivamente. El escenario RCP8.5 (el más pesimista), por el contrario, predice cambios más severos, con un aumento de temperatura de 1.5 ° C para 2050 y casi 3 ° C para 2100, y un aumento de salinidad de 1 y 1.5 unidades para estos mismos años, respectivamente. Por otro lado, además de los datos de los cuadernos de pesca mencionados, se utilizó información de la Comisión del Atún del Océano Índico (IOTC) y se elaboró un cuestionario para explorar los conocimientos ecológicos tradicionales (TEK) de los pescadores con el fin de captar la percepción de los pescadores sobre la tendencia de las capturas y estudiar la interacción socioecológica entre la flota de cerco industrial y la pesca en pequeña escala en las aguas de Mozambique. En las comunidades de pescadores se realizaron los cuestionarios de forma presencial, lo cual permitió aportar calidad a la información a partir de la interacción entre el entrevistador y los entrevistados. El cuestionario constaba de cuatro partes: información personal (por ejemplo, edad, experiencia y educación), capturas de atún tropical (por ejemplo, composición por tamaño de las capturas, estacionalidad, tipos de artes, equipos y técnicas de pesca), aspectos socioeconómicos de la pesca de atún (por ejemplo, ingresos , empleos, cadena de valor, costo de pesca) e interacciones entre los pescadores en pequeña escala y las pesquerías industriales de cerco (por ejemplo, tipos de interacciones, uso de FADs, impactos potenciales). Los métodos para este estudio incluyeron una combinación de encuestas de opinión de expertos, entrevistas con 7 informantes clave y muestreo de bola de nieve según las recomendaciones de la literatura. En las encuestas de opinión de expertos se selecciona a las personas más conocedoras o experimentadas de la comunidad para ser entrevistados. En el caso de este estudio, cuando fue posible, la comunidad ayudó a identificar informantes clave, es decir, aquellos que tenían información más específica y detallada sobre la captura de túnidos tropicales. A su vez, cada entrevistado sugirió los nombres de otros expertos locales, lo que se conoce como "muestreo de bola de nieve". Este método de muestreo fue especialmente eficaz dado que menos del 10% de los pescadores de cada comunidad de estudio se dedican al atún tropical. Además, también se consultó a las autoridades pesqueras, a los líderes de las comunidades y los informantes clave para recomendar a su vez a pescadores expertos de atún que podrían estar en disposición de ser entrevistados, dada la falta de bases de datos oficiales de las capturas tanto en las comunidades como a nivel general. Todos los análisis estadísticos se realizaron mediante el software R versión 3.5.0. Para analizar la relación entre la captura y las variables ambientales, se realizó un análisis gráfico descriptivo de dichas relaciones en tiempo y en el espacio mediante el paquete “cloud”. Mediante árboles aleatorios (paquete “randomForest”) se realizó una selección de las covariables más significativas y se analizó la correlación entre ellas. Aquellas variables con estadístico de correlación de Pearson |r| ≤ -0.70 y factor de inflación de la varianza (VIF) con umbral ≥ 3 se eliminaron del análisis. Se analizó la mejor distribución que se ajustaba a la captura o transformaciones de la misma para seleccionar el modelo y variable respuesta que dieran un mejor ajuste según el modo de pesca (FSC o FAD). Para ello se utilizó el paquete “fitditrplus” para determinar la mejor distribución y se emplearon los criterios de bondad de ajuste Akaike (AIC), test de Kolmogorov-Smirnov y gráficos de ajuste a diferentes distribuciones normal, lognormal y gamma. Se probaron diferentes niveles de agregación espacio temporal de los datos y, finalmente, 8 los mejores ajustes se realizaron con datos de captura agregados mensualmente y promedio mensual de variables ambientales en cuadrículas de 1/4 °. Se utilizó el paquete raster de R que permite crear diferentes cuadrículas de escala. Se emplearon modelos aditivos generalizados (GAM) para examinar los efectos de las variables ambientales en la captura de atún agregada para cada modo de pesca (es decir, FADs y FSC), y para predecir los puntos críticos donde la captura de atún se acumuló en el canal de Mozambique. En los modelos GAM se utilizó como variable respuesta la transformación logarítmica de la captura total, es decir, log (Captura + 1)), perteneciente a la familia de distribución normal y con función de enlace la identidad mediante el paquete mgcv de R. La bondad de ajuste de los modelos se evaluó mediante los criterios de porcentaje de desviación explicada, AIC, validación cruzada generalizada (GCV), diagnóstico de los residuos. Para ello se dividió aleatoriamente las observaciones en 10 grupos, siendo el primero el conjunto de validación y el resto de los 9 grupos el conjunto de ajuste del modelo. Para evaluar la capacidad predictiva del modelo se calculó la tasa de error cuadrático medio (RMSE) en el conjunto de validación. Para visualizar los resultados en figuras o mapas se emplearon los paquetes ggplot2, raster, mgcv y mgcViz y GISTools en R. Los mismos procedimientos de construcción de modelos GAM en R, se utilizaron posteriormente para predecir la futura redistribución de las capturas del listado (Katsuwonus pelamis) bajo los escenarios de cambio climático. Pero, la distribución de los datos de las capturas de Katsuwonus pelamis muestra que ambos tipos de lances cerqueros (FAD y FSC) comparten los mismos caladeros de pesca en el área. Debido a los caladeros compartidos y la incertidumbre para discriminar entre cardúmenes de Katsuwonus pelamis libres y asociados, todos los datos de pesquerías se combinaron en este estudio para construir un único modelo predictivo. Finalmente, el 9 modelo se construyó con datos ambientales y se utilizó para proyectar la distribución de la captura de barrilete en el futuro (2050 y 2100) de acuerdo con los escenarios de cambio climático RCP2.6 y RCP8.5. Los escenarios de cambio climático RCP2.6 y RCP8.5 predicen los aumentos más bajos y más altos en las temperaturas globales de las concentraciones de gases de efecto invernadero, respectivamente. Las variables climáticas disponibles en BiO-ORACLE se utilizaron para predecir escenarios futuros (es decir, temperatura de la superficie del mar-SST), mientras que las variables restantes utilizadas para construir el modelo se establecieron en cero dado que el objetivo era predecir en función de los cambios de SST: el principal proxy de los escenarios de intensidad del cambio climático. La SST ha sido considerada uno de los mejores factores para predecir el nicho ecológico del atún barrilete, ya que influye en las habilidades fisiológicas y el comportamiento migratorio del barrilete, afecta el forraje de alimentación óptimo y las tasas de crecimiento, y limita la agregación de desove entre los cardúmenes tanto en aguas latitudinales norte como sur temperaturas promedio> 24ºC isotermas. Además, la SST es un buen proxy o está conectada a otras variables y procesos ambientales. Además, los datos de SST de Bio-ORACLE se han utilizado ampliamente para predecir la distribución potencial de especies marinas en diferentes escenarios de cambio climático. Los cambios en la distribución del barrilete se evaluaron estimando las diferencias en las predicciones espaciales de cada celda de ¼º cuadrado entre los escenarios futuros proyectados y los del período de referencia. Por último, para analizar los aspectos socio-ecológicos y económicos de las pesquerías de túnidos tropicales en el Canal de Mozambique desde la perspectiva de Mozambique, se seleccionaron los datos de las flotas industriales de cerco que operan en el la zona económica exclusiva (ZEE) de Mozambique, tanto los diarios de pesca de IEO como los datos globales de la IOTC. Se empleó software QGIS 3.4 (2018) para extraer los datos de captura de EEZ de Mozambique y el paquete ‘polyinorm' de R para la visualización de los datos. Para modelar el 10 comportamiento de la flota, las tendencias de captura de atún y la CPUE se empleó `mgcv´para ajustar regresiones polinómicas de grado 3, que daban una medida de bondad de ajuste (R2 ) mayor tanto en las tendencias de captura como en el diario de pesca y los datos comerciales. Por otro lado, con respecto a los datos de la pesca en pequeña escala, se investigó si el atún más grande (kg) capturado o visto (es decir, capturado por otro pescador) por los pescadores había cambiado con el tiempo, de acuerdo con sus propios recuerdos del tamaño y el año en que se produjo la captura. Se eligió el "atún individual más grande" como indicador ecológico que los pescadores recordaran porque las especies de túnidos tropicales a muchas veces se desembarcan mezclados con otras especies de peces, incluidos los túnidos pelágicos y neríticos, lo que dificulta la capacidad de los pescadores para diferenciar cuáles fueron las las mejores capturas exclusivamente de túnidos tropicales. Utilizar los recuerdos de los pescadores es una estrategia relativamente fiable para detectarlos cambios en las capturas (cantidades y tamaño de los peces) cuando las estadísticas oficiales no están disponibles. Las comunidades también se agruparon en regiones para acceder a las percepciones ambientales y locales de los pescadores sobre los impactos sociales y económicos de la pesca del atún en sus comunidades. Se asumió que los pescadores de comunidades cercanas faenaban en un entorno marino similar y, por lo tanto, se asumió que compartían estrategias de adaptación, comportamientos específicos, culturas pesqueras y acuerdos de autoorganización similares arraigados en ese entorno en particular. Por lo tanto, el análisis de datos se agrupó en cuatro comunidades en el extremo norte (10ºS - 13ºS), tres en el norte (13ºS -15ºS), tres en el sur (21ºS - 26ºS) y ningún muestreo entre 15ºS y 21ºS, ya que los informantes clave declararon que no hubo capturas de túnidos tropicales en esa franja.. Se analizaron además las otras estadísticas relacionadas con el análisis de los indicadores sociales (por ejemplo, el empleo de los pescadores) y económicos (por ejemplo, los ingresos de los pescadores). 11 Los resultados de estudios

Sampling mobile oceanic fishes and sharks: implications for fisheries and conservation planning

Tuna, billfish, and oceanic sharks [hereafter referred to as ‘mobile oceanic fishes and sharks’ (MOFS)] are characterised by conservative life-history strategies and highly migratory behaviour across large, transnational ranges. Intense exploitation over the past 65 years by a rapidly expanding high-seas fishing fleet has left many populations depleted, with consequences at the ecosystem level due to top-down control and trophic cascades. Despite increases in both CITES and IUCN Red Listings, the demographic trajectories of oceanic sharks and billfish are poorly quantified and resolved at geographic and population levels. Amongst MOFS trajectories, those of tunas are generally considered better understood, yet several populations remain either overfished or of unknown status. MOFS population trends and declines therefore remain contentious, partly due to challenges in deriving accurate abundance and biomass indices. Two major management strategies are currently recognised to address conservation issues surrounding MOFS: (i) internationally ratified legal frameworks and their associated regional fisheries management organisations (RFMOs); and (ii) spatio-temporal fishery closures, including no-take marine protected areas (MPAs). In this context, we first review fishery-dependent studies relying on data derived from catch records and from material accessible through fishing extraction, under the umbrella of RFMO-administrated management. Challenges in interpreting catch statistics notwithstanding, we find that fishery-dependent studies have enhanced the accuracy of biomass indices and the management strategies they inform, by addressing biases in reporting and non-random effort, and predicting drivers of spatial variability across meso- and oceanic scales in order to inform stock assessments. By contrast and motivated by the increase in global MPA coverage restricting extractive activities, we then detail ways in which fishery-independent methods are increasingly improving and steering management by exploring facets of MOFS ecology thus far poorly grasped. Advances in telemetry are increasingly used to explore ontogenic and seasonal movements, and provide means to consider MOFS migration corridors and residency patterns. The characterisation of trophic relationships and prey distribution through biochemical analysis and hydro-acoustics surveys has enabled the tracking of dietary shifts and mapping of high-quality foraging grounds. We conclude that while a scientific framework is available to inform initial design and subsequent implementation of MPAs, there is a shortage in the capacity to answer basic but critical questions about MOFS ecology (who, when, where?) required to track populations non-extractively, thereby presenting a barrier to assessing empirically the performance of MPA-based management for MOFS. This sampling gap is exacerbated by the increased establishment of large (>10000 km2) and very large MPAs (VLMPAs, >100000 km2) - great expanses of ocean lacking effective monitoring strategies and survey regimes appropriate to those scales. To address this shortcoming, we demonstrate the use of a non-extractive protocol to measure MOFS population recovery and MPA efficiency. We further identify technological avenues for monitoring at the VLMPA scale, through the use of spotter planes, drones, satellite technology, and horizontal acoustics, and highlight their relevance to the ecosystem-based framework of MOFS management

The Protection and Management of the Sargasso Sea

The Sargasso Sea is a fundamentally important part of the world's ocean, located within the North Atlantic sub-tropical gyre with its boundaries defined by the surrounding currents. It is the only sea without land boundaries with water depths ranging from the surface coral reefs of Bermuda to abyssal plains at 4500 m. The Sargasso Sea's importance derives from the interdependent mix of its physical structure and properties, its ecosystems, its role in global scale ocean and earth system processes, its socio-economic and cultural values, and its role in global scientific research. Despite this, the Sargasso Sea is threatened by a range of human activities that either directly adversely impact it or have the potential to do so. Being Open Ocean, the Sargasso Sea is part of the High Seas, the area of ocean that covers nearly 50%of the earth's surface but which is beyond the jurisdiction and responsibility of any national government, and as such it enjoys little protection. To promote the importance of the Sargasso Sea, the Sargasso Sea Alliance was created under the leadership of the Government of Bermudian 2010. This report provides a summary of the scientific and other supporting evidence for the importance of the Sargasso Sea and is intended to develop international recognition of this; to start the process of establishing appropriate management and precautionary regimes within existing agreements; and to stimulate a wider debate on appropriate management and protection for the High Seas. Nine reasons why the Sargasso Sea is important are described and discussed. It is a place of legend with a rich history of great importance to Bermuda; it has an iconic ecosystem based upon floating Sargassum, the world's only holopelagic seaweed, hosting a rich and diverse community including ten endemic species; it provides essential habitat for nurturing a wide diversity of species many of which are endangered or threatened; it is the only breeding location for the threatened European and American eels; it lies within a large ocean gyre which concentrates pollutants and which has a variety of oceanographic processes that impact its productivity and species diversity; it plays a disproportionately large role in global ocean processes of carbon sequestration; it is of major importance for global scientific research and monitoring and is home to the world's longest ocean time series of measurements; it has significant values to local and world-wide economies; and it is threatened by activities including over-fishing, pollution, shipping, and Sargassum harvesting. Apart from over-fishing many of the threats are potential, with few direct causal relationships between specific activities and adverse impacts. But there is accumulative evidence that the Sargasso Sea is being adversely impacted by human activities, and with the possibility of new uses for Sargassum in the future, the lack of direct scientific evidence does not preclude international action through the established precautionary approach. The opportunity to recognize the importance of the Sargasso Sea and to develop and implement procedures to protect this iconic region and the wider High Seas should be taken before it is too late

An Assessment of the Potential for Mapping Fishing Zones off the Coast of Ghana using Ocean Forecast Data and Vessel Movement

This research assessed the feasibility of mapping potential fishing grounds off the coast of Ghana using vessel trajectories and speeds as proxies for identifying migration patterns and fishing behaviour of inshore trawling vessels. The methods involved the extraction of data from Satellite Automatic Identification System comprising position and speed of the vessel from exactEarth Shipview. Daily oceanographic parameters i.e. sea surface temperature, sea surface height, sea surface salinity, and the current velocity between August 2015- January2016 were obtained from Copernicus (www.marine.copernius.eu). Speed ranges and trajectories indicate that, the vessels steamed between 6.9 to 7.5 knots and fish aggregation mostly occurred closer to the shore predicated on favourable environmental ocean conditions. It was observed that the vessel depicted steaming behaviour in this study, characteristic of a recreational vessel with high speed, moving in straight paths rather than a trawling vessel whose movement occurs in slower and erratic trajectory patterns. The findings strongly suggest that the fishermen operating this trawl vessel have good knowledge of productive fishing grounds. The months with highest probability of catch aggregation were from October 2015 to December 2015, within the geographical locations oflongitude -4o 2 ʹ E and latitude 3.5o 6 ʹ N. The highest probability of catch aggregation was observed in October 2015, probably due to upwelling that occurred during that month. It is concluded that, fishing efficiency of inshore trawling vessels in Ghana could be enhanced with maps indicative of probability of fish aggregation in the ocean

Trends in the Sri Lankan Longline Tuna Fishing Effort (2015-2019): A GIS-Based Spatial-Temporal Analysis

Abstract The Fishing industry play a major role in socio-economic context of Sri Lanka. Even though, there is a significant potential to develop the fishing industry in country, the current economic performances of the industry are not satisfactory due to poor management mechanisms. It is essential to implement sustainable management approaches in order to achieve socio-economic and environmental sustainability. The analysis of the spatial and temporal distribution of fishery resources is an important step toward sustaining the resources. However, acquiring data about the distribution and spatiotemporal allocation of catch and fishing efforts in commercial marine fisheries remains challenging. This study aims to investigate the distribution pattern of the longline tuna fishery and identify sustainable fishing grounds in Sri Lanka. The study uses the fisheries data from VMS and logbook between 2015 until 2019, obtained from the Department of fisheries and aquatic resources. The socio-economic data were collected from thirty multiday boat fishermen covering the south, west and east coasts using a semi-structured questionnaire. The study is based on Geographic Information System (GIS) and descriptive statistical analysis. The results of the GIS-based analysis show high variations in catch and catch per trip distribution patterns by years and seasons. Hotspots of fishing efforts, catches (quantity) and catch per trips (CPT) were identified. The results show the areas of clusters with high CPT values increased slightly after 2016. The hotspots map show that there is strong seasonal influences in the concentration of fishing efforts and catches. The socio-economic results confirm that Sri Lankan longline fishers predominantly use traditional ecological knowledge (TEK) to determine their potential fishing zone. Natural signs such as birds, floating, group information, and extreme oceanographic conditions such as waves, wind, and currents were the main factors that longline fishers use to decide where they will go fishing. The effective visualization and communication of identified and mapped seasonal, and annual as well as persistent and sustainable fishing grounds maps to stakeholders and managers may provide a great opportunity to sustainable management of fisheries in Sri Lanka. Moreover, the study shows the importance of integrating TEK to understand the fishers behavior in space and time and to support sustainable management of the fishery system

Bigeye tuna fishing ground in relation to thermocline in the Western and Central Pacific Ocean using Argo data

444-451The relationship beween thermocline and bigeye tuna (Thunnus obesus) fishing grounds in the Western and Central Pacific Ocean was evaluated by Argo data and monthly CPUE (catch per unit effort). The generalized additive model indicated evidence of nonlinear relationships between CPUE and six thermocline characteristics. The results suggested that the fishing grounds distributed where the upper boundary temperature was about 26 ºC and the upper boundary depth values between 70 and 100 m. The fishing grounds located between the two high value shapes of the lower boundary depth of thermocline, if the depth was >300 or <150 m, the CPUE tended to be low. The lower boundary temperature of the thermocline in the fishing grounds was lower than 13 ºC. Conversely, if the temperature was higher than 17 ºC, the hooking rates were very low. The strongest relationship between CPUE with thermocline thickness and thermocline strength was approximately at 60 m and 0.1 ºC/m. The optimum ranges for the upper boundary thermocline temperature and depth and the lower boundary thermocline temperature and depth, thermocline thickness and thermocline strength were between 26-29 ºC, 70-110 m, 11-13 ºC, 200-280 m, and 0.01-0.15 ºC/m, 60-80 m, respectively

Albacore (Thunnus alalunga) fishing ground in relation to oceanographic conditions in the western North Pacific Ocean using remotely sensed satellite data

Tuna remote sensingSatellite-based oceanographic data of sea surface temperature (SST), sea surface chlorophyll-a concentration (SSC) and sea surface height anomaly (SSHA) together with catch data were used to investigate the relationship between albacore fishing ground and oceanographic conditions and also to predict potential habitats for albacore in the western North Pacific Ocean. Empirical cumulative distribution function (ECDF) and high catch data analyses were used to calculate preferred ranges of the three oceanographic conditions. Results indicated that highest catch per unit efforts (CPUEs) corresponded with areas of SST 18.5 - 21.5??C, SSC 0.2 - 0.4 mg m-3 and SSHA ???5.0 - 32.2 cm during winter period 1998-2000. We used these ranges to generate a simple prediction map for detecting potential fishing grounds. Statistically, to predict spatial patterns of potential albacore habitats, we applied a combined Generalized Additive Model (GAM)/Generalized Linear Model (GLM). To build our model, we first constructed GAM as an exploratory tool to identify the functional relationships between the environmental variables and CPUE, we then made parameters out of these relationships using GLM to generate a robust prediction tool. The areas of highest CPUEs predicted by the models were consistent with the potential habitats on the simple prediction map and observation data, suggesting that the dynamics of ocean eddies (November 1998 and 2000) and fronts (November 1999) may account for the spatial patterns of highest albacore catch rates predicted in the study area. The results also suggest that multi-spectrum satellite data can provide useful information to characterize and predict potential tuna habitats

Characterizing Potential Fishing Zone of Skipjack Tuna during the Southeast Monsoon in the Bone Bay-Flores Sea Using Remotely Sensed Oceanographic Data

Potential fishing zones for skipjack tuna in the Bone Bay-Flores Sea were investigated from satellite-based oceanogra- phy and catch data, using a linear model (generalized linear model) constructed from generalized additive models and geographic information systems. Monthly mean remotely sensed sea surface temperature and surface chlorophyll-a concentration during the southeast monsoon (April-August) were used for the year 2012. The best generalized additive model was selected to assess the effect of marine environment variables (sea surface temperature and chlorophyll-a concentration) on skipjack tuna abundance (catch per unit effort). Then, the appropriate linear model was constructed from the functional relationship of the generalized additive model for generating a robust predictive model. Model se- lection process for the generalized additive model was based on significance of model terms, decrease in residual devi- ance, and increase in cumulative variance explained, whereas the model selection for the linear model was based on decrease in residual deviance, reduction in Akaike???s Information Criterion, increasing cumulative variance explained and significance of model terms. The best model was selected to predict skipjack tuna abundance and their spatial dis- tribution patterns over entire study area. A simple linear model was used to verify the predicted values. Results indi- cated that the distribution pattern of potential fishing zones for skipjack during the southeast monsoon were well char- acterized by sea surface temperatures ranging from 28.5??C to 30.5??C and chlorophyll-a ranging from 0.10 to 0.20 mg??m???3. Predicted highest catch per unit efforts were significantly consistent with the fishing data (P < 0.01, R2 = 0.8), suggesting that the oceanographic indicators may correspond well with the potential feeding ground for skipjack tuna. This good feeding opportunity for skipjack was driven the dynamics of upwelling operating within study area which are capable of creating a highly potential fishing zone during the southeast monsoon