Status and rebuilding of European fisheries

Since January 2014, the reformed Common Fisheries Policy (CFP) of the European Union is legally binding for all Member States. It prescribes the end of overfishing and the rebuilding of all stocks above levels that can produce maximum sustainable yields (MSY). This study examines the current status, exploitation pattern, required time for rebuilding, future catch, and future profitability for 397 European stocks. Fishing pressure and biomass were estimated from 2000 to the last year with available data in 10 European ecoregions and 2 wide ranging regions. In the last year with available data, 69% of the 397 stocks were subject to ongoing overfishing and 51% of the stocks were outside of safe biological limits. Only 12% of the stocks fulfilled the prescriptions of the CFP. Fishing pressure has decreased since 2000 in some ecoregions but not in others. Barents Sea and Norwegian Sea have the highest percentage (>60%) of sustainably exploited stocks that are capable of producing MSY. In contrast, in the Mediterranean Sea, fewer than 20% of the stocks are exploited sustainably. Overfishing is still widespread in European waters and current management, which aims at maximum sustainable exploitation, is unable to rebuild the depleted stocks and results in poor profitability. This study examines four future exploitation scenarios that are compatible with the CFP. It finds that exploitation levels of 50–80% of the maximum will rebuild stocks and lead to higher catches than currently obtained, with substantially higher profits for the fishers

On the pile-up effect and priors for L-inf and M/K: response to a comment by Hordyk et al. on "A new approach for estimating stock status from length frequency data" Reply

We thank Hordyk et al. (2019) for pointing out a typographical error in one of our equations, which has meanwhile been fixed in the online version of Froese et al. (2018) and addressed in a corrigendum for the printed version. We agree with Hordyk et al. (2019) that accounting for the pile-up effect in binned LF samples may be appropriate in, for example, tropical species with continuous reproduction, and we have provided for such correction as an option in the latest version of the LBB software. We note, however, that this correction as well as the LBSPR method of Hordyk et al. (2016) proposed by Hordyk et al. (2019) as an alternative to LBB leads to strong overestimation of exploitation and underestimation of stock status when compared with independent assessments of 34 real stocks from temperate and subtropical areas. As for the points raised by Hordyk et al. (2019) with regard to default priors for Linf and M/K, we maintain that these defaults are adequate for a wide range of exploited species. They can be easily replaced by users if better information is available. Warnings not to use LBB if LF samples do not show the typical asymmetric pattern were already provided in the original LBB paper and are repeated here.</p

Learning from the peer review of ‘Estimating stock status from relative abundance and resilience’

This contribution presents the detailed responses to the peer-review of Froese et al. (2019) “Estimating stock status from relative abundance and resilience” (ICES J. Mar. Sci. 2019) which outlined a method called “AMSY” for inferring biomass trends for stocks for which only catch-per-unit-effort and limited ancillary (‘priors’) data are available. The responses emphasize that the required priors are legitimate and straightforward to obtain, thus, making AMSY a method of choice in data-sparse situations. This is also a good example of the role of peer-review in validating and improving science

On the pile-up effect and priors for Linf and M/K: Response to a Comment by Hordyk et al. on “A new approach for estimating stock status from length frequency data”

There is a recognized need for new methods with modest data requirements to provide preliminary estimates of stock status for data-limited stocks (e.g. Rudd and Thorson, 2018). Froese et al. (2018) provide such a method, which derives estimates of relative stock size from length frequency (LF) data of exploited stocks. They show that their length-based Bayesian biomass estimation method (LBB) can reproduce the “true” parameters used in simulated data and can approximate the relative stock size as estimated independently by more data-demanding methods in 34 real stocks. However, in a comment on LBB, Hordyk et al. (2019) claim (i) that the master equation of LBB is incomplete because it does not correct for the pile-up effect caused by aggregating length measurements into length classes or “bins”, (ii) that LBB is highly sensitive to equilibrium assumptions and wrongly uses maximum observed length (Lmax) for guidance in setting a prior for the estimation of asymptotic length (Linf), and (iii) that the default prior used by LBB for the ratio between natural mortality and somatic growth rate (M/K) of 1.5 (SD = 0.15) is inadequate for many exploited species. These comments are addressed belo

A new approach for estimating stock status from length frequency data

This study presents a new method (LBB) for the analysis of length frequency data from commercial catches. LBB works for species that grow throughout their lives, such as most commercially-important fish and invertebrates, and requires no input in addition to length frequency data. It estimates asymptotic length, length at first capture, relative natural mortality, and relative fishing mortality. Standard fisheries equations can then be used to approximate current exploited biomass relative to unexploited biomass. In addition, these parameters allow the estimation of length at first capture that would maximize catch and biomass for a given fishing effort, and estimation of a proxy for the relative biomass capable of producing maximum sustainable yields. Relative biomass estimates of LBB were not significantly different from the “true” values in simulated data and were similar to independent estimates from full stock assessments. LBB also presents a new indicator for assessing whether an observed size structure is indicative of a healthy stock. LBB results will obviously be misleading if the length frequency data do not represent the size composition of the exploited size range of the stock or if length frequencies resulting from the interplay of growth and mortality are masked by strong recruitment pulses

Estimating stock status from relative abundance and resilience

The Law of the Sea as well as regional and national laws and agreements require exploited populations or stocks to be managed so that they can produce maximum sustainable yields. However, exploitation level and stock status are unknown for most stocks because the data required for full stock assessments are missing. This study presents a new method (AMSY) that estimates relative population size when no catch data are available using time-series of catch-per-unit-effort or other relative abundance indices as the main input. AMSY predictions for relative stock size were not significantly different from the “true” values when compared with simulated data. Also, they were not significantly different from relative stock size estimated by data-rich models in 88% of the comparisons within 140 real stocks. Application of AMSY to 38 data-poor stocks showed the suitability of the method and led to the first assessments for 23 species. Given the lack of catch data as input, AMSY estimates of exploitation come with wide margins of uncertainty which may not be suitable for management. However, AMSY seems to be well suited for estimating productivity as well as relative stock size and may, therefore, aid in the management of data-poor stocks

New developments in the analysis of catch time series as the basis for fish stock assessments: The CMSY++ method

Following an introduction to the nature of fisheries catches and their information content, a new development of CMSY, a data-limited stock assessment method for fishes and invertebrates, is presented. This new version, CMSY++, overcomes several of the deficiencies of CMSY, which itself improved upon the “Catch-MSY” method published by S. Martell and R. Froese in 2013. The catch-only application of CMSY++ uses a Bayesian implementation of a modified Schaefer model, which also allows the fitting of abundance indices should such information be available. In the absence of historical catch time series and abundance indices, CMSY++ depends strongly on the provision of appropriate and informative priors for plausible ranges of initial and final stock depletion. An Artificial Neural Network (ANN) now assists in selecting objective priors for relative stock size based on patterns in 400 catch time series used for training. Regarding the cross-validation of the ANN predictions, of the 400 real stocks used in the training of ANN, 94% of final relative biomass (B/k) Bayesian (BSM) estimates were within the approximate 95% confidence limits of the respective CMSY++ estimate. Also, the equilibrium catch-biomass relations of the modified Schaefer model are compared with those of alternative surplus-production and age-structured models, suggesting that the latter two can be strongly biased towards underestimating the biomass required to sustain catches at low abundance. Numerous independent applications demonstrate how CMSY++ can incorporate, in addition to the required catch time series, both abundance data and a wide variety of ancillary information. We stress, however, the caveats and pitfalls of naively using the built-in prior options, which should instead be evaluated case-by-case and ideally be replaced by independent prior knowledge

Filling in knowledge gaps: Length–weight relations of 46 uncommon sharks and rays (Elasmobranchii) in the Mediterranean Sea

Large sharks and rays are generally understudied in the Mediterranean Sea, thus leading to a knowledge gap of basic biological characteristics that are important in fisheries management and ecosystem modeling. Out of the 76 sharks and rays inhabiting the Mediterranean Sea, the length–weight relations (LWR) are available for 28 (37%) of them, usually for common small-sized species that are not protected and may be marketed. The aim of the presently reported study was to fill in the knowledge gap through the estimation of LWR of rare and uncommon sharks and rays in the Mediterranean Sea using the information from single records or few individuals. The analysis was based on a Bayesian hierarchical method for estimating length–weight relations in fishes that has been recently proposed for data-deficient species or museum collections and uses the prior knowledge and existing LWR studies to derive species-specific LWR parameters by body form. The use of this method was applied to single records of rare and uncommon species and here we report the LWR of 46 uncommon sharks and ray species, 14 of which are first reported LWR at a global scale and 21 are the first reported LWR for the Mediterranean Sea; the remaining 11 species are first time records for the western or eastern Mediterranean regions. Museum collections and sporadic catch records of rare emblematic species may provide useful biological information with the use of appropriate Bayesian methods

Οικοσυστημική προσέγγιση στη διαχείριση της αλιείας στο Αιγαίο

The world’s fisheries are in crisis. The oceans are depleted and, as a result, fisheries catches are declining. Ocean warming and other human-induced stressors are also impacting the marine environment. Shifting marine ecosystems call for adaptable and responsive management strategies to minimize potential negative impacts on habitats and biodiversity, the economy and food security. This task can be particularly challenging in transboundary regions, such as the Mediterranean Sea, where fish stocks are shared between different countries and bilateral, collaborative and scientifically-informed actions need to be taken. The ecosystem based fisheries management requires that decision making should be based not only on the characteristics of particular commercial stocks, but on all components of the ecosystem. Consequently, a shift from single-species assessments to more complex ecosystem models that include multi-species trophic interactions, environmental and anthropogenic driving factors is needed. The ECOPATH WITH ECOSIM modelling suite has been widely used in the context of the ecosystem based fisheries management to describe exploited marine food webs and perform temporal and spatial simulations to analyze the impact of fishing activities and environmental drivers on aquatic ecosystems. Lack of data may impede the progress towards such more holistic modelling and management approaches. The gap between the current and the desired knowledge regarding the biology of Mediterranean and Greek marine fishes is large, with no information on key biological characteristics of more than 40% and 70% of the species, respectively. Such big data gaps increase the uncertainty in stock assessments and ecosystem models, thus hindering fisheries management. The results of stock assessment methods that have been developed especially for data-poor areas agree with numerous other studies and indicate that the vast majority of the Mediterranean and Greek stocks are in a bad state, with low biomass levels, as a result of the ongoing overexploitation. However, as demonstrated with the case study of Thermaikos Gulf, northwestern Aegean Sea, eastern Mediterranean, marine fish and invertebrate populations are in a better state, with high biomass levels and healthier size structure, within the boundaries of marine protected areas where permanent fishing restrictions apply. Protected areas serve as refuges for marine organisms and provide them with a safe place where they can live, grow, and reproduce as undisturbed as possible. ECOPATH ecosystem models of two exploited semi-enclosed areas in Greece, Thermaikos and Pagasitikos Gulf, central Aegean Sea, revealed the immaturity of both systems probably due to the intense fishing pressure exerted on stocks by local fishing fleets that mostly consist of numerous small scale coastal vessels. However, Pagasitikos Gulf seemed to be in a better state, something that could be attributed to its long-term protection from destructive fishing practices with towed gears. Temporal simulations in both systems indicated an overall ecosystem degradation over time with declining biomass and catch trends, as a result of the combined impacts of fishing and environmental factors. In any case, different examined scenarios clearly showed that a reduction in total fishing effort by 10-50% would lead to proportionally higher biomass in the ecosystem. The associated short-term trade-off to the rebuilding of marine resources seemed to be the resulted lower catches that stem from less fishing. Spatial simulations and scenarios in Thermaikos Gulf supported the empirical data and demonstrated that marine protected areas were effective tools for rebuilding the biomass of exploited stocks within their boundaries, and also that their size and location played a significant role in the way that different organisms respond to protection. Nevertheless, it was indicated that in order to achieve the highest benefits of protection, marine protected areas would need to be accompanied by a parallel reduction in total fishing effort, rather than a redistribution of fishing activities that would just move the pressure on the boundaries of protected areas, causing a local increase of catches owing to the beneficial results of protection. To conclude, a complete fisheries management view requires a combination of both conventional single-species approaches and a more holistic consideration of the ecosystem that takes into account the effects of multi-species interactions, environmental parameters and fishing practices. The poor status of stocks in the Aegean Sea in general, but also in the disturbed ecosystems of Thermaikos and Pagasitikos Gulfs, as demonstrated by single-species stock assessment methods and ecosystem models, highlights the urgent need to collectively reconsider the exploitation of marine resources which might seem inexhaustible, but they definitely are not. Climate change and environmental forcing, that may have synergistic effects on ecosystems, are largely uncontrollable and unpredictable. Therefore, the answer to the question of sustainable exploitation of marine fisheries resources is the regulation of fishing activities, with spatial and temporal restrictions that will maintain fishing pressure at lower levels than the historical ones. Finally, there is a need to enhance the performance and reliability of models, which are valuable tools in fisheries and ecosystem management. This can be achieved through an effort to fill in the missing biological and fisheries knowledge gaps in the Mediterranean and Greek Seas and to address the current limitations and inherent uncertainty that characterizes models reducing their performance and predictive capacity.Η παγκόσμια αλιεία είναι σε κρίση. Οι πόροι είναι κατά πολύ εξαντλημένοι, άρα οι συλλήψεις μειώνονται. Η αύξηση της θερμοκρασίας της θάλασσας και άλλες ανθρωπογενείς πιέσεις επιδρούν επίσης στο θαλάσσιο περιβάλλον. Τα μεταβαλλόμενα θαλάσσια οικοσυστήματα απαιτούν προσαρμόσιμες και ευέλικτες διαχειριστικές στρατηγικές για τη μείωση των αρνητικών επιπτώσεων στα ενδιατήματα και τη βιοποικιλότητα, την οικονομία και τη διατροφική ασφάλεια. Το έργο αυτό μπορεί να είναι ιδιαίτερα απαιτητικό σε διασυνοριακές περιοχές, όπως η Μεσόγειος θάλασσα, όπου τα αλιευτικά αποθέματα μοιράζονται ανάμεσα σε διαφορετικές χώρες και χρειάζονται διμερείς, συνεργατικές και επιστημονικά ενημερωμένες δράσεις. Η οικοσυστημική προσέγγιση στη διαχείριση της αλιείας απαιτεί η λήψη αποφάσεων να βασίζεται όχι μόνο στα χαρακτηριστικά μεμονωμένων εμπορικών αποθεμάτων, αλλά όλων των συνιστωσών του οικοσυστήματος. Συνεπώς, είναι απαραίτητη μια στροφή από τις μονοειδικές εκτιμήσεις σε πιο περίπλοκα οικοσυστημικά μοντέλα που θα περιλαμβάνουν πολυειδικές τροφικές αλληλεπιδράσεις, περιβαλλοντικές παραμέτρους και ανθρωπογενείς παράγοντες. Η έλλειψη δεδομένων μπορεί να εμποδίσει την πρόοδο προς τέτοιες ολιστικές προσεγγίσεις στην αλιευτική διαχείριση αυξάνοντας την αβεβαιότητα στις εκτιμήσεις αποθεμάτων και τα οικοσυστημικά μοντέλα. Στο δεύτερο κεφάλαιο της διατριβής έγινε εκτίμηση του επιπέδου της υπάρχουσας γνώσης της βιολογίας των Ελληνικών, αλλά και συνολικά των Μεσογειακών θαλάσσιων ψαριών μέσω μιας ανάλυσης κενών που βασίστηκε στην έρευνα της βιβλιογραφίας. Στόχος της ανάλυσης ήταν να εντοπιστούν ερευνητικές τάσεις και μελλοντικές ανάγκες στο πεδίο της βιολογίας των Ελληνικών και Μεσογειακών ψαριών που μπορούν να χρησιμεύσουν στις εκτιμήσεις της κατάστασης των αποθεμάτων, τα οικοσυστημικά μοντέλα και την αλιευτική διαχείριση. Σύμφωνα με την ανάλυση κενών, δεν υπάρχει καθόλου πληροφορία για κανένα από τα μελετώμενα βιολογικά χαρακτηριστικά για 43% των Μεσογειακών και 74% των Ελληνικών ειδών ψαριών, ενώ για 15% και 12% αυτών, αντιστοίχως, υπάρχει πληροφορία για μόνο ένα από τα οκτώ χαρακτηριστικά. Το κενό ανάμεσα στην υπάρχουσα και την επιθυμητή γνώση ήταν μικρότερο για τις σχέσεις μήκους-βάρους οι οποίες, συνολικά στη Μεσόγειο έχουν μελετηθεί για το 43% των ειδών, ενώ ακολουθούν η περίοδος αναπαραγωγής (39%), η σύσταση της δίαιτας (29%), η αύξηση (25%), η ωρίμαση (24%), η διάρκεια ζωής (19%) και η γονιμότητα (17%). Το κενό ήταν πολύ μεγαλύτερο για τη φυσική θνησιμότητα η οποία έχει μελετηθεί μόνο για το 8% των Μεσογειακών θαλάσσιων ψαριών. Ο μπακαλιάρος (Merluccius merluccius), η κουτσομούρα (Mullus barbatus), ο σπάρος (Diplodus annularis), το λυθρίνι (Pagellus erythrinus), ο γαύρος (Engraulis encrasicolus), η σαρδέλα (Sardina pilchardus) και η γώπα (Boops boops) ήταν τα πιο καλά μελετημένα είδη, ενώ οι καρχαρίες και τα σαλάχια ήταν μεταξύ των λιγότερο μελετημένων ειδών. Μόνο 25 είδη ψαριών στη Μεσόγειο ήταν πλήρως μελετημένα με διαθέσιμη πληροφορία για όλα τα βιολογικά χαρακτηριτικά που εξετάστηκαν. Τα κενά στη γνώση διέφεραν για κάθε χαρακτηριστικό ανάμεσα στη δυτική, κεντρική και ανατολική Μεσόγειο. Ο αριθμός των διαθέσιμων καταχωρίσεων ανά είδος εμφάνισε θετική συσχέτιση με τις συνολικές εκφορτώσεις, ενώ δεν συσχετίστηκε με το μέγιστο μήκος, το τροφικό επίπεδο και την εμπορική αξία. Συμπερασματικά, προτείνεται η μελλοντική ερευνητική προσπάθεια να εστιάσει στα λιγότερο μελετημένα είδη (π.χ. καρχαρίες και σαλάχια) και χαρακτηριστικά (π.χ. φυσική θνησιμότητα και γονιμότητα) κάνοντας χρήση όλου του αλιεύματος των επιστημονικών δειγματοληψιών για τη συγκέντρωση δεδομένων. Η μεγάλη έλλειψη δεδομένων σε περιοχές όπως η Μεσόγειος και η Ελλάδα συγκεκριμένα, κάνει επιτακτική την ανάγκη για μεθόδους εκτίμησης της κατάστασης των αποθεμάτων με περιορισμένες απαιτήσεις σε δεδομένα. Μια τέτοια μέθοδος είναι το CMSY το οποίο χρησιμοποιεί τις συλλήψεις και την ελαστικότητα για να εκτιμήσει σημεία αναφοράς αλιευτικής θνησιμότητας (F) και βιομάζας (B) σε σχέση με τη μέγιστη βιώσιμη απόδοση (MSY). Στο τρίτο κεφάλαιο της διατριβής χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος CMSY για την εκτίμηση της κατάστασης και του επιπέδου εκμετάλλευσης 42 αποθεμάτων στο Αιγαίο Πέλαγος με βάση χρονοσειρές συλλήψεων και δεδομένα συλλήψεων ανά μονάδα προσπάθειας. Από τα 42 αποθέματα ψαριών και ασπονδύλων, το έτος 2014, τα 37 αποθέματα (88%) βρίσκονταν σε καθεστώς υπερεκμετάλλευσης (F > Fmsy) και 23 (55%) ήταν εκτός ασφαλών βιολογικών ορίων (B < 0.5 Bmsy). Εικοσι δύο αποθέματα (52%) ήταν σε κρίσιμη κατάσταση, δηλαδή υπεραλιευμένα και εκτός ασφαλών βιολογικών ορίων ή εξαντλημένα (B < 0.2 Bmsy). Κανένα απόθεμα δεν μπορούσε να χαρακτηριστεί υγιές, δηλαδή να μην υπόκειται σε υπεραλίευση και να έχει βιομάζα μεγαλύτερη από αυτήν που μπορεί να εξασφαλίσει τη μέγιστη βιώσιμη απόδοση. Η κατάσταση των αποθεμάτων του Αιγαίου συμφωνεί με άλλες έρευνες στη δυτική και κεντρική Μεσόγειο που επίσης δείχνουν κακή κατάσταση με χαμηλά επίπεδα βιομάζας, ως αποτέλεσμα της συνεχούς έντονης υπερεκμετάλλευσης. Η ανάκαμψη των αποθεμάτων απαιτεί μείωση της συνολικής αλιευτικής πίεσης με την εφαρμογή κατάλληλων χωρικών και χρονικών αλιευτικών απαγορεύσεων, καθώς και πιο αποτελεσματική παρακολούθηση και επιτήρηση των αλιευτικών πρακτικών. Σύμφωνα με πολυάριθμες έρευνες, η προστασία από την αλιεία έχει πολυεπίπεδα οφέλη για τους θαλάσσιους οργανισμούς. Στο τέταρτο κεφάλαιο της διατριβής, διερευνήθηκε η επίδραση της μακροχρόνιας απαγόρευσης της αλιείας με τράτα βυθού στην κατάσταση των θαλάσσιων οργανισμών του Θερμαϊκού Κόλπου, ενός σημαντικού αλιευτικού πεδίου στο ΒΔ Αιγαίο Πέλαγος, το οποίο συγκεντρώνει τη δεύτερη μεγαλύτερη αλιευτική προσπάθεια σε μηχανότρατες και γρι γρι στην Ελλάδα και παράγει περισσότερο από το 20% των συνολικών ελληνικών συλλήψεων. Μετρήθηκε η βιομάζα και το σωματικό μήκος ψαριών και ασπονδύλων (έξι εμπορικών και τριών μη εμπορικών παραβενθικών ειδών) σε τρεις περιοχές διαφορετικής αλιευτικής πίεσης, ανάλογα με τη χωρική και χρονική δραστηριότητα των αλιευτικών σκαφών. Η θετική επίδραση των αλιευτικών απαγορεύσεων στα μελετώμενα παραβενθικά αποθέματα φάνηκε από το ότι τα εμπορικά είδη ψαριών εμφάνισαν υψηλότερη βιομάζα στις περιοχές ενδιάμεσης και χαμηλής αλιευτικής πίεσης, καθώς και μεγαλύτερο μέγιστο και μέσο ολικό μήκος ανάλογο της μείωσης της αλιευτικής προσπάθειας. Το μέσο ολικό μήκος των μη εμπορικών ειδών γενικώς δεν διέφερε ανάμεσα στις περιοχές, με εξαίρεση είδη που αλιεύονται και απορρίπτονται εντόνως. Συμπερασματικά, φάνηκε πως η αλιεία μεταβάλλει την πληθυσμιακή δομή και τη βιομάζα των εμπορικών παραβενθικών ειδών στον Θερμαϊκό Κόλπο, ενώ οι μόνιμες χωρικές αλιευτικές απαγορεύσεις συμβάλλουν στη βελτίωση της κατάστασης των πληθυσμών, εντός των ορίων των προστατευόμενων περιοχών, παρέχοντας καταφύγιο στα μεγάλα σε μέγεθος άτομα και διασφαλίζοντας τη σημαντική συμβολή τους στη γονιδιακή δεξαμενή. Η στροφή προς τις πιο ολιστικές οικοσυστημικές προσεγγίσεις στη διαχείριση της αλιείας προϋποθέτει και τη μετάβαση από το επίπεδο των μεμονωμένων ειδών στο επίπεδο του οικοσυστήματος. Τα οικοσυστημικά μοντέλα και συγκεκριμένα το λογισμικό ECOPATH WITH ECOSIM χρησιμοποιούνται ευρέως στο πλαίσιο της οικοσυστημικής προσέγγισης στη διαχείριση της αλιείας για να περιγράψουν τροφικά πλέγματα (από τη βάση τους ως και τα ανώτερα τροφικά επίπεδα) που υπόκεινται σε αλιευτική πίεση και να εκτελέσουν χρονικές και χωρικές προσομοιώσεις με σκοπό την ανάλυση των επιπτώσεων των αλιευτικών δραστηριοτήτων και των περιβαλλοντικών παραγόντων στα υδάτινα οικοσυστήματα. Στο πέμπτο κεφάλαιο της παρούσας διδακτορικής διατριβής, αναπτύχθηκαν δύο μοντέλα βάσης ECOPATH για δύο ημίκλειστες περιοχές στην Ελλάδα με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά οι οποίες ψαρεύονται, τον Θερμαϊκό (βόρειο Αιγαίο Πέλαγος) και τον Παγασητικό Κόλπο (κεντρικό Αιγαίο Πέλαγος). Ο Παγασητικός Κόλπος είναι μια περιοχή ακόμη πιο κλειστή από τον Θερμαϊκό που μπορεί να χαρακτηρισθεί ως μερικώς προστατευόμενη καθώς απαγορεύεται η αλιεία με τράτα βυθού και βιντζότρατα από το 1966. Στα μοντέλα συμπεριλήφθηκαν οργανισμοί χαμηλότερου (φυτοπλαγκτό, ζωοπλαγκτό, ασπόνδυλα), αλλά και υψηλότερου (ψάρια, θαλάσσια θηλαστικά, θαλασσοπούλια) τροφικού επιπέδου, οργανωμένοι σε λειτουργικές ομάδες (33 στον Θερμαϊκό και 31 στον Παγασητικό) ανάλογα με τα οικολογικά και ταξινομικά τους χαρακτηριστικά. Τα αποτελέσματα αποκάλυψαν την ανωριμότητα αμφότερων των συστημάτων πιθανώς εξαιτίας της έντονης αλιευτικής πίεσης που ασκείται στα αποθέματα από τοπικούς αλιευτικούς στόλους που αποτελούνται κυρίως από πολυάριθμα μικρά παράκτια σκάφη. Ωστόσο, ο Παγασητικός Κόλπος φάνηκε να είναι σε καλύτερη κατάσταση, κάτι το οποίο θα μπορούσε να σχετίζεται με τη μακροχρόνια προστασία του από καταστρεπτικές αλιευτικές πρακτικές με συρόμενα εργαλεία. Τα μοντέλα βάσης ECOPATH χρησιμοποιήθηκαν στο έκτο κεφάλαιο της διατριβής για την παραγωγή προσομοιώσεων βιομάζας και συλλήψεων στον χρόνο και την εξέταση σεναρίων μείωσης της αλιευτικής προσπάθειας με το ECOSIM. Οι χρονικές προσομοιώσεις και στα δύο συστήματα έδειξαν μια συνολική υποβάθμιση του οικοσυστήματος στον χρόνο, με μειούμενες τιμές βιομάζας και συλλήψεων κατά την περίοδο βαθμονόμησης των μοντέλων (2000-2016 στον Θερμαϊκό και 2008-2017 στον Παγασητικό), ως αποτέλεσμα των συνδυαστικών επιδράσεων της αλιείας και των περιβαλλοντικών παραμέτρων (συγκεκριμένα των αλλαγών στην επιφανειακή θερμοκρασία της θάλασσας στον Θερμαϊκό). Σε κάθε περίπτωση, τα διαφορετικά σενάρια που εξετάστηκαν και στις δύο περιοχές μελέτης έδειξαν καταφανώς ότι μείωση της συνολικής αλιευτικής προσπάθειας κατά 10-50% οδηγεί σε αναλογικά μεγαλύτερη βιομάζα στο οικοσύστημα που μπορεί, κατά περίπτωση και σε σημαντικά εμπορικά είδη, να ξεπεράσει το 24% (μπακαλιάρος στον Θερμαϊκό Κόλπο και πεσκανδρίτσες Lophius spp. στον Παγασητικό) σε σχέση με το βασικό σενάριο της υφιστάμενης κατάστασης. Φάνηκε, επίσης, από τα μοντέλα πως εξαιτίας των τροφικών αλληλεπιδράσεων μεταξύ των οργανισμών, δεν μπορεί να επιτευχθεί ταυτόχρονη ανάκαμψη της βιομάζας όλων των ομάδων. Το σχετιζόμενο βραχυπρόθεσμο κόστος της ανανέωσης των θαλάσσιων πόρων που προβλέφθηκε ήταν οι χαμηλότερες συλλήψεις που προκύπτουν από τη μικρότερη αλιευτική προσπάθεια. Συμπερασματικά, παρά τη συνδυαστική επίδραση πολλαπλών ανθρωπογενών και περιβαλλοντικών πιέσεων στα οικοσυστήματα, η μείωση των επιπέδων της αλιευτικής εκμετάλλευσης είναι ένας σημαντικός παράγοντας που συμβάλλει στην ανάκαμψη των υπεραλιευμένων θαλάσσιων βιολογικών πόρων. Ελλείψει ακριβών χωρικών δεδομένων για τον Παγασητικό Κόλπο, το μοντέλο ECOSIM του Θερμαϊκού χρησιμοποιήθηκε στο έβδομο κεφάλαιο της διατριβής για την παραγωγή προσομοιώσεων βιομάζας και συλλήψεων στον χώρο και τον χρόνο με το ECOSPACE και την εξέταση σεναρίων εγκαθίδρυσης δυνητικών θαλάσσιων προστατευόμενων περιοχών με διαφορετικά χαρακτηριστικά. Οι θαλάσσιες προστατευόμενες περιοχές αποτελούν αποτελεσματικά εργαλεία για τη διατήρηση της βιοποικιλότητας και των ενδιαιτημάτων, καθώς και για την προστασία και ανάκαμψη των υπερεκμεταλλευμένων αποθεμάτων που χρησιμοποιούνται εκτενώς στο πλαίσιο της οικοσυστημικής προσέγγισης στη διαχείριση της αλιείας. Για την κατασκευή του μοντέλου έγινε χρήση χωρικών περιβαλλοντικών παραμέτρων, όπως επιφανειακής θερμοκρασίας, βάθους, ενδιαιτήματος, και πρωτογενούς παραγωγής, για την κατανομή των οργανισμών στον χώρο και την παραγωγή χωροχρονικών προσομοιώσεων βιομάζας και συλλήψεων. Οι χωρικές προσομοιώσεις και τα σενάρια στον Θερμαϊκό Κόλπο επιβεβαίωσαν τα εμπειρικά δεδομένα και έδειξαν ότι οι θαλάσσιες προστατευόμενες περιοχές είναι αποτελεσματικά εργαλεία για την αύξηση της βιομάζας των αποθεμάτων εντός των ορίων τους, αύξηση η οποία μπορεί να ξεπεράσει το 18% (στα μικρά πελαγικά ψάρια όπως η φρίσσα Sardinella aurita) και να φτάσει μέχρι το 69% (στα μεγάλα πελαγικά ψάρια όπως οι τόννοι Thunnus spp.) σε σχέση με το βασικό σενάριο της υφιστάμενης κατάστασης. Τα σενάρια εναλλακτικής τοποθέτησης των θαλάσσιων προστατευόμενων περιοχών έδειξαν επίσης ότι το μέγεθος και η θέση τους παίζουν σημαντικό ρόλο στον τρόπο με τον οποίο οι διαφορετικοί οργανισμοί αποκρίνονται στην προστασία. Ωστόσο, για να επιτευχθεί μεγαλύτερο όφελος από την προστασία, φάνηκε ότι η θέσπιση θαλάσσιων προστατευόμενων περιοχών χρειάζεται να συνοδεύεται από παράλληλη μείωση της ολικής αλιευτικής προσπάθειας, και όχι μόνο από ανακατανομή των αλιευτικών δραστηριοτήτων κατά την οποία η πίεση μεταφέρεται απλώς στα όρια των προστατευόμενων περιοχών οδηγώντας τοπικά σε αυξημένες συλλήψεις εξαιτίας των ευεργετικών αποτελεσμάτων της προστασίας. Συμπερασματικά, η ολοκληρωμένη αλιευτική διαχείριση απαιτεί συνδυασμό τόσο παραδοσιακών μονοειδικών προσεγγίσεων, όσο και μιας πιο ολιστικής θεώρησης του οικοσυστήματος που συνυπολογίζει τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των ειδών, καθώς και τις επιπτώσεις των περιβαλλοντικών πιέσεων και των αλιευτικών πρακτικών. Η κακή κατάσταση των αποθεμάτων στο Αιγαίο Πέλαγος συνολικά, αλλά και στα διαταραγμένα οικοσυστήματα του Θερμαϊκού και Παγασητικού Κόλπου, όπως υποδεικνύεται από μονοειδικές μεθόδους εκτίμησης και οικοσυστημικά μοντέλα, τονίζει την επιτακτική ανάγκη για συλλογική σκέψη σχετικά με την εκμετάλλευση των θαλάσσιων πόρων οι οποίοι, παρότι μπορεί να φαίνονται ανεξάντλητοι, σίγουρα δεν είναι. Μπροστά στην ανεξέλεγκτη, σε μεγάλο βαθμό, κλιματική αλλαγή και στις απρόβλεπτες μεταβολές των περιβαλλοντικών παραμέτρων που επιδρούν συνδυαστικά στα οικοσυστήματα, η ρύθμιση της αλιείας, με χωρικούς και χρονικούς περιορισμούς που θα τη διατηρούν σε χαμηλότερα από τα ιστορικά επίπεδα, φαίνεται να είναι η απάντηση στην ερώτηση της βιωσιμότητας και της αειφορίας των θαλάσσιων αλιευτικών πόρων. Τέλος, για την ενίσχυση της απόδοσης και της αξιοπιστίας των μοντέλων, τα οποία αποτελούν βασικά εργαλεία αλιευτικής διαχείρισης, χρειάζεται μελλοντικά να γίνει προσπάθεια ώστε να καλυφθούν τα μεγάλα κενά γνώσης στα βιολογικά και αλιευτικά δεδομένα στη Μεσόγειο συνολικά, αλλά και στην Ελλάδα συγκεκριμένα, καθώς και να αντιμετωπιστούν οι εγγενείς περιορισμοί και η αβεβαιότητα που χαρακτηρίζει τα μοντέλα μειώνοντας την απόδοση και την προβλεπτική τους ικανότητα

Fishery catch is affected by geographic expansion, fishing down food webs and climate change in Aotearoa, New Zealand

publishedVersio