Ecosystem dynamics under top-down and bottom-up control situations generated by intensive harvesting rates

Top-down and bottom-up control processes in exploited ecosystems have been characterised using their impacts on the mean trophic level of catches, changes in biomass, and certain ecosystem attributes. Most scientific contributions have been based on case studies of particular ecosystems. So, the aim of this study is to identify and understand ecosystem processes governing their response to fishing in a more global sense. Simulations were developed using different ecosystems models using the Ecopath with Ecosim suite of programs. Two cases were examined by selecting target species to be exploited during simulations experiments. A high trophic level group (sharks) and a low trophic level group (shrimp) were chosen to represent potential top-down and bottom-up control situations, respectively. For both cases, a gradient of exploitation was simulated, and ecosystem attributes were estimated. Harvest rates (HR) varied along a gradient of HR = 0.4 to HR = 0.7 for sharks and HR = 0.3 to HR = 0.8 for shrimp. For each simulation, only the target group was modified. Principal Components Analysis was applied, and outputs were obtained using ecosystems as variables and attributes as factors, and vice versa. For sharks, outputs indicate that under a low HR, group attributes govern the response to exploitation. However, when a high HR was applied (higher than the maximum sustainable yield), ecosystem attributes emerged as relevant instead of stock attributes. For sharks, representing top-down control, a graphical arrangement of the first two components clearly shows a gradual pattern of response reflecting the transition from stock-level to ecosystem-level processes as HR increases. For shrimp, representing bottom-up control, no clear patterns emerged; in this case, the same relevant stock and ecosystem attributes appear across all HRs applied. These results are explained in terms of stock life histories, trophic level, and transfer efficiencies through the food web, suggesting that ecosystem processes behind overfishing are related to the trophic level, and then, fisheries management practice must recognise such particularities

Dinámica espacial del mero Epinephelus morio (Pisces: Serranidae) en el Banco de Campeche, Golfo de México

The spatial dynamics of the red grouper Epinephelus morio plays a fundamental role in the fishery management on the Campeche Bank, where it is overfished. The objective of this study was to characterize the spatial dynamics of this population. We used a dynamic model of spatial distribution to estimate population movement rates between adjacent areas. The model was applied using information on catch per unit effort and length-frequency distributions for the Mexican mid-sized fleet that operated in the area in the period 1973-1977. These data were chosen to ensure that the information would reflect the condition of the resource before overfishing. It was possible to quantify the spatial dynamics of the red grouper and the results were consistent with previously known movement patterns. The results showed different movement rates and temporal patterns of movement for different population sectors. The spawning aggregations and the seasonal upwelling occurring in the eastern part of the Bank were considered as key factors influencing the pattern of population movements.La población del mero rojo Epinephelus morio del Banco de Campeche está sobreexplotada. La dinámica espacial del mero juega un papel fundamental en la gestión de la pesquería. El objetivo de este estudio fue caracterizar la dinámica espacial de la población del mero en el Banco de Campeche. Se utilizó un modelo dinámico de distribución espacial para estimar tasas de movimiento poblacional entre áreas adyacentes. El modelo se aplicó con información de las capturas por unidad de esfuerzo y de distribuciones de frecuencias de longitud provenientes de la flota mediana mexicana que operó en la zona de 1973 a 1977. Estos datos fueron elegidos para asegurar que la información reflejara el estado del recurso antes de la sobrepesca. Fue posible cuantificar la dinámica espacial del mero y los resultados concordaron con patrones de movimientos conocidos anteriormente. Los resultados mostraron distintos patrones temporales de movimiento para los diferentes sectores de población. Se considera que las agregaciones de desove y la surgencia estacional que ocurre en la parte oriental del Banco son factores clave que influyen en el patrón de los movimientos de población

Morfogénesis de los gametofitos y esporofitos jóvenes de Polystichum fournieri A. R. SM. (Polypodiales-Dryopteridaceae)

Se describe el desarrollo morfogénico de P. fournieri. Los especímenes fueron colectados en San Rafael, municipio de Tlalmanalco, en un bosque mesófilo de montaña, estado de México. Las esporas se sembraron en tres sustratos naturales como el maquique que son las fibras del tallo de Cyathea, musgo y tierra de hoja. La germinación de las esporas fueron tipo Vittaria y el desarrollo del protalo tipo Aspidium. Se encontraron dos tipos de esporas, unas subesferoidales pequeñas y otras elipsoidales grandes, el porcentaje fue de 32% y 68% respectivamente y se desarro-llaron dos tipos de gametofitos cordados; el 32.6% fueron unisexuados masculinos y el 65.2% unisexuados femeninos, los gametangios se apreciaron siempre inmaduros. Es posible que las esporas pequeñas y subglobosas formen los protalos masculinos y las elipsoidales los femeninos. Se obtuvieron esporofitos apogámicos en musgo a los 206 días, en maquique a los 103 días y en tierra de hojas no se desarrollaron

La pesca en México: estado de la explotación y uso de los ecosistemas

Based on information from official catch statistics of commercial fisheries in Mexico, for the period 1956 to 2009, an analysis is developed of the current state of the fisheries in terms of resource exploitation and of target trophic levels used by fishing. Two criteria were used: a classification based on the annual percent of catch volumes, considering the largest historical value as reference, to define the state of exploitation in five categories: collapse, over-fishing, maximum use, developing and underdeveloped. Also, trophic levels of species caught were used to estimate the mean trophic level of catches (NTMC) in different regions of the country, and from these estimates the use and potential impact on ecosystems was analyzed. Small scale fisheries dominate fishing activity; however, it is where less information is available. From 250 species recorded in the official statistics over the last 50 years, for 75 the information is insufficient for any analysis. The overall state of the fisheries has remained roughly unchanged since the late 1990s, however a higher proportion of resources tending to over-fishing were identified. For 46.3% of the resources their use is maximum; over-fishing is considered for 28.6%, 6.9% in development stage, and 18.3% collapsed. With the exception of the northern Peninsula of Yucatan, the use of species of low trophic levels dominates across the country (2.0 to 3.0). In the northern Peninsula of Yucatan, since the early 1970s, the NTMC was higher than 3.25, and for the early 1990s it was over 3.5. In the last decade however, a significant decrease is observed which is interpreted as a potential risk for the ecosystem, even when the main source of such decrement in the NTMC appears not to be only an effect of fishing. The region with higher proportion of deteriorated resources was the central Pacific coast, and the lowest the eastern Gulf of California region. The importance of maintaining a robust recording of catch statistics is highlighted, as well as a good control of the small scale fisheries since the potential impact on the ecosystems would be negative beyond the target resource, because areas of operation are typically shallow waters where juveniles of various species inhabit.A partir de información de las estadísticas oficiales de capturas comerciales de la pesca en México para el periodo de 1956 al 2009, se realizó un análisis de la situación actual de la pesca en términos de la explotación de los recursos objetivo y de los niveles tróficos utilizados por la pesca. Se usaron dos criterios; una clasificación basada en los porcentajes de captura a partir del mayor valor histórico registrado, definiendo el estado de la pesca en cinco categorías: colapso, sobre-pesca, máximo aprovechamiento, en desarrollo y subdesarrollada. También se utiliza el nivel trófico de las diferentes especies capturadas para estimar el nivel trófico medio de las capturas (NTMC) en diferentes regiones del país y a partir de esas estimaciones interpretar el uso y potencial impacto en los ecosistemas. La pesca ribereña domina la actividad del sector, sin embargo es de la que menos información disponible existe. De 250 especies registradas en las estadísticas oficiales para los últimos 50 años, para cerca de 75 la información es insuficiente para efectuar algún análisis. El estado global de la pesca ha permanecido aproximadamente igual desde finales de los 1990s, sin embargo se identificó una proporción mayor de recursos que tienden a la sobrepesca. 46.3% de los recursos están aprovechándose al máximo, se considera sobre-pesca en el 28.6%, en desarrollo 6.9%, y 18.3% colapsados. A excepción de la región norte de la Península de Yucatán, en todo el país predomina el uso de las especies de niveles tróficos bajos (de 2.0 a 3.0). En el norte de la Península de Yucatán, desde la década de los 1970s, el NTMC es superior a 3.25, y para la década de 1990 fue superior a 3.5. En la última década se ha observado un decremento importante que se interpreta como riesgo potencial para el ecosistema, aun cuando el origen parece no ser sólo por efecto de la pesca. La región que muestra mayor proporción de recursos deteriorados es la costa central del Pacífico, y la que menos deterioro muestra es la región oriental del Golfo de California. Se advierte de la importancia del registro de estadísticas pesqueras y del control de la pesca ribereña ya que de impactar en el ecosistema los efectos serían negativos más allá de los recursos objetivo, puesto que las zonas de operación son típicamente áreas someras donde abundan juveniles de diversas especies

Mortalidad natural de tres camarones peneidos comerciales (Lithopenaeus vannamei, L. stylirostris y Farfantepenaeus californiensis) del Golfo de California usando intervalos de tiempo gnomónicos

The estimation of natural mortality (M) is critical for stock assessment and fisheries management. The shrimp fishery is the most valuable one in Mexico and along the Pacific Coast of Mexico, and exploitation primarily targets three species: white (Litopenaeus vannamei), blue (L. stylirostris), and brown (Farfantepenaeus californiensis). It is a sequential fishery, so an appropriate estimate of M for different life stages is required for management purposes. Typically, M is estimated from the exploited stock, which is usually composed of adults, assuming a constant value for M, and this estimate is used for studies of population dynamics, stock assessments and determinations of the status of a fishery. In this study, we estimate M-at-age (i.e. life stage) for each species using the gnomonic time division model. The gnomonic intervals correspond to the actual life stages reported in the literature, whose duration was used for model fitting. The gnomonic model showed that M declines sharply in early life stages but declines to an asymptotic value after reaching maturity, and the model provided biologically consistent estimates of M at each life stage for the three shrimp species. Such estimates may be used with confidence to model the dynamics of sequential shrimp fisheries.La estimación de mortalidad natural (M) es crítica para la evaluación de stocks y el manejo de las pesquerías. La pesquería de camarón es la de mayor valor en México y a lo largo de la costa del Pacífico de México, y la explotación tiene primariamente a tres especies como objetivo: blanco (Litopenaeus vannamei), azul (L. stylirostris) y café (Farfantepenaeus californiensis). Se trata de una pesquería secuencial, de tal suerte que para su manejo se requiere de una apropiada estimación de M para los diferentes estadios de vida. Típicamente M es estimada de stocks explotados, los cuales están usualmente compuestos de organismos adultos, se supone un valor de M constante y esta estimación es usada para estudios de dinámica de poblaciones, evaluación de stocks y determinación del estado de las pesquerías. En este estudio estimamos M-a-edad (p.ej. estadios de vida) para cada especie usando el modelo de intervalos de tiempo gnomónicos. La duración de los intervalos gnomónicos corresponde a los estadios de vida reportados en literatura, cuya duración fue usada para ajustar el modelo. El modelo de intervalos gnomónicos mostró que M declina rápidamente en estadios tempranos de vida, cambiando hacia un valor asintótico después de alcanzar la madurez. El modelo provée estimaciones de M biológicamente consistentes para cada estadio de vida para las tres especies. Estas estimaciones pueden ser usadas con confianza para modelar la dinámica de pesquerías secuenciales del camarón

LISTADO FLORÍSTICO DE LA CUENCA DEL RÍO BALSAS, MÉXICO

The Balsas river basin is one of the largest andmost important in Mexico. Comprisingapproximately 112,320 km2, it forms an eastwest-oriented depression in central-southMexico and occupies portions of the states ofGuerrero, Jalisco, México, Michoacán,Oaxaca, Puebla, and Tlaxcala, and all ofMorelos. The basin is physiographicallydelimited by the Transverse Volcanic Belt tothe north and the Sierra Madre del Sur to thesouth, and lies between 17°00' and 20°00' Nlatitude and 97°30' and 103°15' W longitude.The prevailing climate is warm and semiarid,with the aridity increasing eastward, wheremost of the xerophytic elements are thusconcentrated. Due to its position between twomajor mountain chains and the resultantvariations in elevation within the area, variousand diverse vegetation types occur in theregion, ranging from xerophyllous scrubs totropical forests to oak-pine forests and evenalpine grasslands above treeline. The greatdiversity of environmental conditions thatcharacterize the Balsas river basin, as well asthe biotic relationships to the neighboringareas, which belong to quite separate floristicregions, confer a great floristic diversity tothe area.The existing information on the vegetation andflora of the basin is not extensive, and we therefore can consider this to be one of themore poorly known regions of Mexico fromthe botanical point of view.The principal objective of this work is topresent a preliminary list of the phanerogamicflora of the balsas river Basin, based on thespecies that have been collected in or citedfrom the area. The list is alphabetical byfamily, genus, and species within the majorgroups of pteridophytes, gymnosperms, andangiosperms.The list includes 202 families, 1,246 generaand 4,442 species. The largest families are:Compositae with 136 genera and 573 species,Leguminosae with 90 genera and 486 species,Gramineae with 84 genera and 253 species andOrchidaceae with 51 genera and 197 species.The best collected states within the basin atpresent are Guerrero, Michoacán and Morelos.La cuenca del río Balsas es una de las másextensas e importantes de México, susuperficie es de aproximadamente 112,320km2, constituye una depresión con direccióneste-oeste en la parte centro sur de México, enla que están comprendidas porciones de losestados de Guerrero, Jalisco, México,Michoacán, Oaxaca, Puebla, Tlaxcala y latotalidad del estado de Morelos.Fisiográficamente está limitada por el ejeneovolcánico y la Sierra Madre del Sur, entrelas coordenadas 17°00' y 20°00' de latitudnorte y 97°30' y 103°15' de longitud oeste.La mayor parte del área presenta un climacálido semiseco, siendo hacia el oriente dondese acentúa más la condición de aridez y por lotanto donde se encuentra la mayor proporciónde elementos xerófilos.Asimismo, por su posición entre dos macizosmontañosos de gran importancia, esta regiónse caracteriza por tener varios tipos devegetación, resultado principalmente de lavariación climática que se da en relación aldesnivel altitudinal, presentándose desde matorrales xerófilos y bosques tropicales,hasta bosques de encino y pino e inclusopastizales alpinos por arriba del límite de lavegetación arbórea. La gran diversidad decondiciones ambientales que se dan en lacuenca del río Balsas, así como sus relacionescon las provincias florísticas circundantes,pertenecientes a dos regiones fisiográficasdistintas, le confieren una gran riquezaflorística.Los datos existentes sobre la vegetación y floraque prospera en esta cuenca no son muyabundantes, por lo que podemos considerar aesta zona como una de las regiones del paísmenos conocidas desde el punto de vistabotánico.El objetivo principal de este trabajo espresentar un listado preliminar de la florafanerógamica que prospera en el áreacomprendida por la cuenca del río Balsas; estelistado de elaboró tomando en consideraciónlas plantas vasculares que han sido citadas ocolectadas en la región del Balsas.La información se presenta de maneraalfabética, a nivel de familias, géneros yespecies. Encontrándose primero el grupo de las pteridofitas, siguiendo las gimnospermas yfinalmente las angiospermas. De acuerdo coneste listado florístico, se registra la existenciade 202 familias, 1,246 géneros y 4,442especies. Las familias mejor representadas son:Compositae con 136 géneros y 573 especies,Leguminosae con 90 géneros y 486 especies,Gramineae con 84 géneros y 253 especies yOrchidaceae con 51 géneros y 197 especies.Los estados mejor representados a la fecha sonGuerrero, Michoacán y Morelos

An Ecosystem Approach to the Role of Fish Farming in Coastal Areas

Coastal ecosystems put up most of the impacts from human activities in the sea. Generally, assessment based on a unispecific ecological group and/or habitat reflects only a fraction of what is happening in the ecosystem, and usually it is biased by the spatial and temporal variability at small scales. This is more evident when several human activities co-exist in the same area and interact synergically among them and with the natural structure and dynamics of the ecosystem. An ecosystemic assessment can combine several ecological groups, habitats, processes and/or activities, and offer a more holistic picture about the structure and dynamics of the considered coastal area.This study was partially funded by Spanish Ministry of Science Grant (Project FATFISH CTM2009-14362-C02-01). JTBS thanks to Conselleria d'Educació, Generalitat Valenciana, for financing the visit to La Paz during 2012. FAS thanks support to visit the University of Alicante during 2013

Efectos de la variabilidad ambiental en la abundancia de especies marinas comerciales en el norte del golfo de California

Studies have shown that environmental variables significantly affect variation in stock abundance of marine populations. The northern Gulf of California (NGC) is a highly productive region of interest due to its fish resources and diversity. Conservation of the marine species inhabiting the region is of public interest. Our study analysed the influence of physical environmental factors on several commercial marine species, using catch per unit effort (CPUE) as a proxy for abundance. Generalized additive models were used to test the significance of selected environmental variables on stock abundance. Deseasonalized cross-correlation analysis was used to examine time-lagged correlations between CPUE and abiotic variables to identify response timings. The results suggest that for most commercial species the sea surface temperature and the long-term climate Pacific Decadal Oscillation index are the predominant predictors for species abundance, followed by the Colorado River discharge. The Multivariate ENSO Index and the Pacific-North American pattern indices also showed specific effects on certain species. The NGC is a highly dynamic region, where species respond to environmental changes according to the characteristics of their life histories.Diversas investigaciones han demostrado que las variables ambientales influyen significativamente en la variación en la abundancia de las poblaciones marinas. El norte del golfo de California (NGC) es una región altamente productiva de interés por sus recursos pesqueros y biodiversidad. La conservación de las especies marinas en la región es de interés público. Nuestro estudio analizó la influencia de los factores ambientales físicos sobre varias especies marinas comerciales, usando la captura por unidad de esfuerzo (CPUE) como proxy de la abundancia. Se usaron modelos de aditivos generalizados para probar que variables ambientales influyen significativamente sobre la abundancia del stock. Se utilizó un análisis de correlación cruzada desestacionalizado para examinar correlaciones con retraso entre la CPUE y las variables abióticas para identificar tiempos de respuesta. Los resultados sugieren que para la mayoría de las especies comerciales, la temperatura superficial del mar y el índice de la Oscilación Decadal del Pacífico son los predictores predominantes de la abundancia de especies, seguidos de la descarga del río Colorado. El índice multivariado ENOS y el índice del Patrón del Pacífico de América del Norte mostraron efectos en algunas especies. El NGC es una región altamente dinámica, donde las especies responden a los cambios ambientales de acuerdo con las características de sus historias de vida