State-space Modeling Clarifies Productivity Regime Shifts of Japanese Flying Squid
State-space Modeling Clarifies Productivity Regime Shifts of Japanese Flying Squid
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状态空间模型阐明了日本乌贼的生产力机制转变
DOI：
10.1101/2020.05.22.111088
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Okamura Hiroshi
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Nishijima Shota;Kubota Hiroshi;Kaga Toshiki;Okamoto Suguru;Miyahara Hisae;Okamura Hiroshi
气候和环境条件的变化可能影响渔业资源的生产力，对种群管理构成挑战。日本飞鱿鱼（Todarodes pacificus）的种群被怀疑遭受了政权转移，但检测该物种政权转移的发生通常是困难和不可靠的，因为该物种的短寿命本质上混淆了政权转移的影响与观察和过程错误。本文建立了一种新的状态-空间评估模型来评估制度变化对日本飞鱿鱼产卵-招募关系的影响。该模型同时估计了多个种群的种群动态，这些种群可以共享一些生活史参数，从而稳定了参数推断。研究表明，1991年和2015年前后的两次生产力变化导致了最大可持续产量的两到三倍变化。有状态变化的模型澄清了捕捞压力和产卵丰度之间的关系，这在没有状态变化的模型中很难检测到。状态空间方法是一种很有前途的工具，可以通过将招募过程与观测误差分离开来，准确评估种群状态，并有望有助于有效管理对状态变化敏感的海洋生物资源。
Regime shifts of climatic and environmental conditions potentially affect the productivity of fishery resources, posing challenges in stock management. The stocks of the Japanese flying squid (Todarodes pacificus) are suspected to suffer from regime shifts, but detecting the occurrence of regime shifts in this species is generally difficult and unreliable because the short‐lived nature of this species inherently confounds the effect of regime shifts with observation and process errors. Here we developed a new state‐space assessment model to evaluate the influence of regime shifts on the spawner‐recruit relationship of the Japanese flying squid. The model simultaneously estimates the population dynamics of multiple stocks that could share some life history parameters, thereby stabilizing parameter inference. We demonstrate that two regime shifts in productivity around 1991 and 2015 caused two‐ to threefold changes of maximum sustainable yields. The model with regime shifts clarifies the relationship between fishing pressure and spawner abundance that is difficult to detect in a model with no regime shift. The state‐space approach is a promising tool for accurately assessing stock status by separating the recruitment process from observation errors and is expected to contribute to the effective management of marine biological resources sensitive to regime shifts.
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