modelación multiespecífica del ecosistema costero argentino ‐ uruguayo (ecau, 34º ‐ 41º s)...
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Modelación multiespecífica del Ecosistema Costero Argentino‐Uruguayo (ECAU, 34º‐41º S)
Modelación multiespecífica del Ecosistema Costero Argentino‐Uruguayo (ECAU, 34º‐41º S)
Andrés C. Milessi
INIDEP-CIC
•ECOPATH se basa en un enfoque multiespecífico para estimar biomasas y consumo de alimento en sistemas acuáticos (Polovina, 1984).
•Posteriormente, se le adicionaron aproximaciones de ecología teórica para análisis de flujos tróficos (Odum, 1969; Ulanowicz, 1986 y otros).
•Entonces, ECOPATH incorpora relaciones tróficas de un ecosistema en particular y cuantifica flujos, biomasas, impactos tróficos y atributos ecosistémicos.
Introducción
Objetivos
• Construir dos modelos multiespecíficos (ECOPATH ) del Ecosistema Costero Argentino-Uruguayo (ECAU, 34º-41º LS) para 1981-83 y 2004-05.
• Analizar comparativamente los modelos ECOPATH, para evaluar probables cambios en el ECAU.
Sistema Costero Argentino Norte (34º- 41º S) (Angelescu & Prensky, 1987)
Distrito Bonaerense (Menni et al., 2010)
Definición de los límites espaciales por la distribución de comunidades de peces (Jaureguizar et al., 2004; 2006) y macro-invertebrados (Giberto et al., 2005) en el área de estudio.
Uruguay
Uruguay
Argentina
Argentina
ECAU: ~ 108355 km2
desde Chuy, Uruguay (34º S) hasta El Rincón, Argentina (41º S)
Modelo ecotrófico del Ecosistema Costero Argentino-Uruguayo,
ECAU (34-41º S)
Se consideró a 39 grupos tróficos:
-Predadores tope;
-recursos pesqueros (juv. y adultos);
-recursos bentónicos;
-zooplancton;
-fitoplancton.
En el ECAU se captura entre el 75 y 100% de la pesca variada costera, M. furnieri (corvina rubia) y C. guatucupa (pescadilla común) contribuyen con ~50000 ton. Capturas totales ~100000 ton.
1) Producción de cada grupo (i) puede ser separado en varios
componentes, y
2) Balance energético de cada grupo (i).
2 Ecuaciones Básicas
-Biomasa (B)-Producción/Biomasa (P/B) -Consumo/Biomasa (Q/B)-Composición dieta (DC)-Capturas (Y)-Eficiencia Ecotrófica (EE)
Entradas
Construcción modelos ecotróficos
Fuentes de información para la construcción de modelos ECOPATHGrupo Biomasa (t/km²) P/B (/año) Q/B (/año) Y (t/km²/año) Composición Dieta Sea lions 1 1,2,3,144 4,5 6 7,8,9,143,196,197Franciscana 10 10,11,12,13,119 14 15,16Seabirds 17,18 19? 17 9,17,18,20Menhaden 21 22 23,24,25 26,27,28,29 30,31,32,135,163,166Mullets 21 33 23,24,25 26,27,28,29 34,35,176Weakfish (a) 21,168,169,170,180 36 23,24,25 26,27,28,29 34,37,38,134,135,155,158,163Weakfish (j) 21,168,169,170,180 36 23,24,25 26,27,28,29 34,38,39,40,155,158,163Demersals III 21,168,169,170,180 22186 23,24,25 26,27,28,29 41,42,186Demersals II 21,168,169,170,180 22,133,178,179,190,201 23,24,25,179 26,27,28,29,133 42,43,44,45,46,47,157,158,163,178,190,201Demersals I 21,168,169,170,180 22 23,24,25 26,27,28,29 34,47,48,49,50,51,52,53,54,163Percophis 21,168,169,170,180 22,55,56 23,24,25 26,27,28,29 57Large pelag 21 22, 161,162 23,24,25 26,27,28,29,161,162 42*****161,162Medium pelag 21 22,58,181,182,183,184,185,189 23,24,25 26,27,28,29 58,59,60,61,62,136,146,156,163,167,181,182,183,184,185,189Small pelag 63,64 64 23,24,25 26,27,28,29 65,66,67,68,69,138,140,141,142,145,153,163,175Gatuzo 21,168,169,170,180 70164 23,24,25 26,27,28,29 71,72,73,147,154,163Angel shark 21,168,169,170,180 74,75 23,24,25 26,27,28,29 76,77Sharks III 21 78 23,24,25 26,27,28,29 72,73,78,79Rays 21,168,169,170,180 22 23,24,25 26,27,28,29 34,80,81Sharks I 21,168,169,170,180 22,148,149,150,151 23,24,25 26,27,28,29 82,83,84,85,148,154,163Croacker (a) 21,168,169,170,180 22,86,87,130 23,24,25 26,27,28,29 88,89,90,91,92,137,158,163Croacker (j) estimada por EwE 22,86,87 23,24,25 26,27,28,29 88,89,90,91,92,93,94,158,163L skates 21,168,169,170,180 95 23,24,25 26,27,28,29 84,96,97,154,160M skates 21,168,169,170,180 22 23,24,25 26,27,28,29 98,99,154,163S skates 21,168,169,170,180 22 23,24,25 26,27,28,29 100,101,163L flatfishes 21,168,169,170,180 22 23,24,25 26,27,28,29 102,103,104,105,129,139,198,199,200,202S flatfishes 21,168,169,170,180 22 23,24,25 26,27,28,29 102,103,104,105,129,139,198,199,200,202Catfishes 21 22 23,24,25 26,27,28,29 34,42,54Squids 192,165 22 106,107,108 26,27,28,29 106,107,108,109Anfípods 110,171,172,173 111 111 ******Shrimps 192174188 33,112,132 33 26,27,28,29 113,114,188L gastropods 115,174 116,117 193 26,27,28,29 *******S gastropods 115,174,203,204,205 118****** 193 26,27,28,29 *******Bivalves 115,174,203,204,205 22 118 26,27,28,29 120Isopods 192,174,207 ****** ****** *******Crabs 192,174,207,208 ****** 120 26,27,28,29 193Polychaetes 192,174 112 121 193Jellies 122,194,195 191,194,195 191 191MesoZooplank. 110 111 111 110Phytoplankton 123,124,125,126,131,159,177 128,206Detritus 127,******
Más de 200 referencias bibliográficas, conocimiento personal, empírico, estimaciones propias, etc.
Milessi (2013)
2004-2005
Milessi (2008)
1981-1983
Resultados
Bio
mas
as
(t/k
m2)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
Sha
rks
III
L sk
ates
Gat
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Pes
c. (
a)
L fla
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Ray
s
Inicio
Fin
0%
56.4%22.8%
0%
0%28.3%
0
2
4
6
8
10
Pes
c (j)
Dem
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Mpe
lagi
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kate
s
S f
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ish
Inicio
Fin
580.2%
357.4%
83.9%
867.2%
329.2%
Grupos
OK
±
OK
OK
OK ±
OK ±
OK ±
Balance de los modelos
Niv
eles
Tró
fico
sDiagrama de flujos del ECAU 2004-05
Biomasas totales de algunos grupos tróficos para los 2 modelos construidos.
0
5
10
15
20
25
30
mam
ifer
os
tib
uro
nes
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cam
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pec
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can
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jos
biv
alvo
s
Bio
mas
a (t
on
/km
2)
81-83
04-05
Resultados
Indicador del Sistema 1981-83 2004-05 UnidadesSuma de todo el Consumo 12197,07 6294,246 t/km²/añoSuma de todas las Exportaciones 408,913 380,845 t/km²/añoSuma de todos los flujos de Respiración 6756,927 3343,478 t/km²/añoSuma de todos los flujos al Detrito 2487,801 1319,273 t/km²/añoTamaño Total del sistema 21851 11338 t/km²/añoSuma de toda la Producción 10701 5696 t/km²/añoNivel trófico medio de las capturas 3,71 3,49Eficiencia Bruta (Capturas/PPneta) 0,000193 0,000473Producción Primaria Neta total calculada (PP) 7082,142 3711,5 t/km²/añoPPT/Respiración Total 1,048 1,11Producción Neta del sistema 325,215 368,023 t/km²/añoPP/Biomasa Total (BT) 23,62 22,972BT/Flujos Totales 0,014 0,014BT (excluyendo al detrito) 299,837 161,567 t/km²Capturas totales 1,369 1,755 t/km²/añoIndice de Conectancia 0,323 0,318Indice de Omnivoría 0,316 0,302PPR (%) 3,99 14,39Indice de Pedigree 0,636 0,687Eficiencia de Transferencia Ecológica 23,6 26,1
Resultados
Indicadores ecosistémicos comparativos extraídos de ambos modelos ecotróficos
2,0 2 ,5 3 ,0 3 ,5 4 ,0 4 ,5 5 ,0 5 ,5
NT isó topos
1,5
2 ,0
2 ,5
3 ,0
3 ,5
4 ,0
4 ,5
5 ,0
NT
EC
OP
AT
H
r2 = 0 ,667 ; r = 0 ,817 ; n = 34 ; p = 0 ,000000004
Correlación entre el NT estimado por el modelo ECOPATH y NT de isótopos estables para 34 especies del ECAU (Iribarne et al., 2000) .
Ecosistemas COMPLEJOS;Alta EFICIENCIABaja ENTROPÍA
F= Indicador holístico de sostenibilidad.
Máxima capacidad de auto-organización a niveles intermedios de α, disminuyendo hacia los extremos en función de la ganancia o la pérdida de entropía.
Ecosistemas POCO organizados;Baja EFICIENCIAAlta ENTROPÍA
F (p
oten
cial
de
au
to
orga
niza
ción
)
α(A/C, grado de orden)0 1
1
ENTROPÍA
F
α0
1
1
Años 1981-83F=0,976;
α=0,415
Años 2004-05F=0,638;
α=0,200
Evolución de las capturas y del nivel trófico medio de las capturas en el ECAU con datos de la CTMFM, 2010.
Milessi & Jaureguizar, 2013.
Corre lacion b iva r iadaNT d vs. años
1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010
T iempo (años)
3 ,40
3 ,45
3,50
3,55
3,60
3,65
3,70
3,75
3,80
NT
d
r2 = 0 ,4469 ; r = -0 ,6685; p = 0 ,0125
Tasa de disminución 0.41/década
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
160000
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
totales
corvina
pescadilla
De
se
mb
arq
ue
s (
ton
)
02004006008001000120014001600
1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003
Desem
barque
(000 t)
3.13.23.33.43.53.63.73.83.9
NT
m
19891990 1991
19921993
1994 1995
1996199719981999
2000
20012002
200340050060070080090010001100120013001400Desembarque (000 t)
3.33.43.53.63.73.83.9
NT
m
Desemb
arque (
% total
)
Nt C1Nt C2
Nt C3
FIB Ind
ex0102030405060708090
1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003-0.8-0.6-0.4-0.20
0.20.4
1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003
FIB negativo al final del periodo
Jaureguizar & Milessi, 2005; 2008.
Milessi & Jaureguizar, 2011; 2013.
Especies
Dse
mba
rque
pro
med
io (%
)
0
20
40
60
80
100
0
20
40
60
80
100
0
20
40
60
80
100
0
20
40
60
80
100
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49
1989-1993
1994-1995
1996-2001
2002-2003
ECAU ha evidenciado cambios significativos en su ictiofauna.
Conclusiones
• Modelos con 39 grupos funcionales desde fitoplancton hasta predadores tope, incluso pesquerías, lo cual permitió describir la estructura y funcionamiento de este ecosistema en ambos periodos.
• Más del 65% de la información fue colectada con métodos de alta precisión.
• Se observó disminución del NTm, PPR, Eficiencia, F y α.
• ECAU está en un nuevo estado (2004-05) menos eficiente, sus capturas se basan en especies de menor nivel trófico, y aunque se captura más, es necesaria mayor producción para sustentar estos desembarques.
Muchas Gracias!, Consultas?
Agradecimientos
INIDEP.
CIC.
Aníbal Aubone, Rodrigo Wiff, Franciso (Paco) Arreguín-Sánchez.
Organizadores 17° Simposio CTMFM.
Plagányi, 2007
Models are not like religion!!! (Andrew Trites)
– you can have more than one
– and you shouldn’t believe them
• no fishery model can be completely trusted to capture biological reality
(Schnute & Richards, 2001).
PPR para sostener las Pesquerías (%)
Nivel Trófico medio de los desembarques: (NTm)
Ascendencia, Capacidad de desarrollo, Overhead (Teoría de la Información: Ulanowicz & Norden, 1990).
Indicadores
C
Overhead
Ascendencia
• Q/B2 = 10(7.964 - 0.204 * Log W- 1.965 T + 0.083 AR + 0.532 h + 0.398 d)
(Palomares & Pauly, 1998)
• Q/B1 = 3.06 * W-0.2018 * Tc0.6121 * AR
0.5156 * 3.53 HD
(Palomares & Pauly, 1989)
• Q/B3 = 10 6.37 * 0.0313 Tc * W-0.168 * 1.38 P * 1.89 HD
(Pauly et al., 1990)
Modelos empíricos para estimar Q/B
RMS SobreexplotaciónRestauración
30
35
40
45
1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
Años
Tal
la m
edia
(cm
)
Talla media de largo plazo (38,9 cm)