NOAA/NCCOS is conducting the following work for the NOAA California Current Integrated Ecosystem Assessment, in support of the NOAA/NMFS Northwest Fisheries Science Center

Menza , Charles

Aquatic Commons

 
 
WORK PLAN 
For Analytical Support of an Integrated Ecosystem Assessment of the  
California Current Large Marine Ecosystem 
FY11 ‐ FY13 
 
NOAA/NCCOS is conducting the following work for the NOAA California Current Integrated Ecosystem Assessment, in 
support of the NOAA/NMFS Northwest Fisheries Science Center. 
 
Background 
NOAA is working on an Integrated Ecosystem Assessment (IEA) of the California Current Large Marine 
Ecosystem (CCLME) on the U.S. West Coast (Brand et al. 2007; Horne et al. 2010; Levin and Schwing 2011). The ultimate 
aim of the California Current IEA is to improve what is known about the web of interactions that links drivers (e.g. 
coastal development, seafood demand, commerce) and pressures (e.g., fishing, habitat loss, pollution)to ecosystem‐
based management, and to forecast how changing environmental conditions and management actions affect the status 
of the ecosystem.   
 
Groundfishes are identified as an important IEA component because they constitute a large proportion of biomass in 
the CCLME and are critical to the economic engines of coastal communities in Washington, Oregon, and California.  The 
IEA uses population size and population condition as groundfish indicators to assess risks and management objectives.  
NMFS has examined how these indicators have changed in the past and is using a spatially explicit, coupled biological‐
oceanographic simulation model, known as the California Current Atlantis Model (CCAM), to investigate changes under 
different management scenarios (Levin and Schwing 2011). The model integrates physical, chemical, ecological, and 
anthropogenic processes in a three‐dimensional, spatially explicit domain and allows exploration of potential effects of 
natural and human‐induced perturbations over a range of spatial and temporal scales. 
 
A critical step of the IEA process is selection, monitoring and analysis of ecosystem indicators.  For groundfishes Levin 
and Schwing (2011) used groundfish abundance, age structure and spatial structure to assess change.  They also 
identified several improvements for future work.  The proposed work here draws from suggestions by Levin and 
Schwing (2011) as well as conversations with Levin, The Nature Conservancy (TNC), Environmental Defense Fund (EDF) 
and state coastal managers to predict estimates of groundfish abundance and distribution at fine spatial scales that can 
be used for new, improved indicators. 
 
We plan to compile observations in the NWFSC’s West Coast Groundfish Survey from 1998‐2010.  These observations 
will be used to predict species‐specific abundance for size classes of fishes above and below the best available estimate 
of the average median size at reproductive maturity reported in the literature.   
 
NCCOS is currently developing spatially‐explicit groundfish distribution models on the West Coast to evaluate bycatch 
avoidance strategies and evaluate conservation areas for EDF and TNC. These models, scheduled to be completed in 
summer of 2013, will provide relative abundance information for 15 species of groundfish along the entire West Coast, 
some of which represent functional groups in the California Current IEA and can easily be integrated into CCAM.  We 
propose to develop distribution models for the following 21 species, which are not part of existing NCCOS efforts: 
 
Arrowtooth flounder  Atheresthes stomias 
Jack mackerel  Trachurus symmetricus 
Lampfish  Myctophidae  
Longnose skate  Raja rhina 
Pacific grenadier  Coryphaenoides acrolepis 
Pacific sanddab  Citharichthys sordidus 
Redstripe rockfish  Sebastes proriger 
Rex sole  Glyptocephalus zachirus 
 2
Shortbelly rockfish  Sebastes jordani 
Spiny dogfish  Squalus acanthias 
Aurora rockfish  Sebastes aurora 
English sole  Parophrys vetulus 
Flathead sole  Hippoglossoides elassodon 
Greenspotted rockfish  Sebastes chlorostictus 
Greenstriped rockfish  Sebastes elongatus 
Pacific hake  Merluccius productus 
Splitnose rockfish  Sebastes diploproa 
Spotted ratfish  Hydrolagus colliei 
Stripetail rockfish  Sebastes saxicola 
Yellowtail rockfish  Sebastes flavidus 
White croaker  Genyonemus lineatus 
 
 Tasks  
1. Obtain NMFS trawl data. 
a. NWFSC annual slope and shelf trawl survey data (i.e. FRAM data) (1998 – present) 
2. Obtain basic spatial environmental and oceanographic predictors.  Examples are: 
a. Depth 
b. Benthic Habitat 
c. Sea surface and/or bottom temperature climatologies 
d. Distance to shelf edge and shore  
3. Process, format, conduct quality control and quality assurance checks, and prepare trawl and environmental 
data for spatial analyses. 
4. Parameterize binomial (presence/absence) and trans‐Gaussian (abundance) geostatistical models for species of 
interest (see list above).  
5. Employ a generalized linear modeling (GLM) approach to link environmental predictors to each species’ long‐
term mean pattern of abundance and probability of occurrence.  
6. Perform geostatistical interpolation (indicator and ordinary kriging) on residuals left over after fitting GLM  
7. Sum geostatistical and GLM models to obtain final predictive models. 
8. Combine interpolations across species and map combined predictions and associated degree of certainty 
9. Assess accuracy of predictions with independent cross‐validation 
10. Identify suitable mapping extents based on distribution of data and conversations with NMFS and other 
relevant parties, and use these to map local hotspots/coldspots. 
11. Model temporal trends and develop maps showing areas of increasing and decreasing abundance for each 
species of interest. 
12. Perform cross‐validation, Monte Carlo simulation, and other model assessment and validation exercises to 
characterize the uncertainty in predictions.   
13. Work with NMFS staff throughout the project to identify spatial predictors, evaluate model performance and 
prepare outputs useful to CCAM. 
 
Deliverables  
 Predictive maps of long‐term average pattern of abundance for each species, time period, size class of interest 
 Maps showing level of uncertainty in predictions at each location 
 Report describing methods and results 
 List and discussion of potential groundfish population size and condition indicators 
 Formats: Digital data (ArcGIS) and PDF 
 
Contact Charles.Menza@noaa.gov for more information. 


Work plan for analytical support of an integrated ecosystem assessment of the California Current Large Marine Ecosystem, FY11 ‐ FY13

http://aquaticcommons.org/14845/1/Menza%20and%20Bauer_2010_%20Work%20plan%20for%20analytical%20support%20for%20an%20IEA%20for%20the%20CA%20Current%20LME.pdf

Work plan for analytical support of an integrated ecosystem assessment of the California Current Large Marine Ecosystem, FY11 ‐ FY13

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Aquatic Commons