ΕΥΡΩΠΑΪΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ECOKNOWS

Προκαταρκτικά αποτελέσματα για τα πέντε Μεσογειακά είδη στόχους

Κωνσταντίνος Ι. Στεργίου, Παρασκευή Κ. Καραχλέ, Χαράλαμπος Αποστολίδης

Εργαστήριο Ιχθυολογίας, Τμήμα Βιολογίας, ΑΠΘ, kstergio@bio.auth.gr

Περίληψη

Στο άρθρο αυτό παρουσιάζουμε προκαταρκτικά αποτελέσματα που αφορούν στις κατά μήκος συνθέσεις, τη διατροφή και τους θηρευτές των πέντε ειδών στόχων ανάλυσης (case-study species) από τη Μεσόγειο, που εξετάστηκαν στο πλαίσιο του προγράμματος ECOKNOWS. Όλες οι δημοσιεύσεις που χρησιμοποιήθηκαν για τις αναλύσεις βρίσκονται καταχωρημένες σε ειδικό διαδικτυακό τόπο, και με το πέρας του προγράμματος θα συμπεριληφθούν στη FishBase.

Εισαγωγή

Το πρόγραμμα με τίτλο ‘ECOKNOWS – Αποτελεσματική χρήση της γνώσης από την οικολογία και βιολογία στην αλιεία (www.ecoknows.eu)’, που χρηματοδοτείται από τη Ευρωπαϊκή Ένωση, στοχεύει στην ανάπτυξη μοντέλων διαχείρισης των ιχθυαποθεμάτων, χρησιμοποιώντας την Bayesian στατιστική (Στεργίου κ.ά. 2011α).

Η Bayesian μεθοδολογία (σε αντίθεση με τις παραδοσιακές στατιστικές μεθόδους που αντιμετωπίζουν κάθε πρόβλημα ως de novo διαδικασία αποκλείοντας καθολικά προηγούμενες μελέτες και εμπειρίες) μπορεί να συμπεριλάβει την ήδη υπάρχουσα γνώση από διάφορες πηγές. Συγκεκριμένα η ήδη υπάρχουσα γνώση συνοψίζεται σε μια προγενέστερη (prior) κατανομή η οποία ανανεώνεται με βάση τα πρωτογενή στοιχεία (likehood), δίνοντας μια μεταγενέστερη (posterior) κατανομή, που αποτελεί και την τελική πιθανολογική εκτίμηση των παραμέτρων.

Η επίδραση των prior στις posterior κατανομές διαφόρων παραμέτρων μειώνεται όσο αυξάνεται η ποσότητα των διαθέσιμων πρωτογενών στοιχείων. Σε περιπτώσεις όμως με περιορισμένα στοιχεία, στις οποίες εντάσσεται και η Ελληνική αλιεία, είναι πιο πιθανό να παίζουν σημαντικό ρόλο επηρεάζοντας την αβεβαιότητα και τις τιμές των εκτιμήσεων.

Ένας από τους στόχος του προγράμματος είναι να συγκριθεί η επίδραση στις εκτιμήσεις των μοντέλων prior κατανομών που βασίζονται στα στοιχεία της Fishbase (www.fishbase.org) και prior κατανομών που βασίζονται στα παραπάνω στοιχεία ύστερα όμως από ανανέωση μέσω εκτεταμένης βιβλιογραφικής έρευνας. Μέσω αυτής της διαδικασίας μπορεί να αξιολογηθεί ποιο είναι το δυνητικό όφελος από αυτήν τη νέα γνώση (βλέπε Παράδειγμα 1).

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 1

Ας υποθέσουμε ότι θέλουμε να εκτιμήσουμε την κατανομή των τιμών του μέγιστου μήκους (L_max) του μπακαλιάρου (Merluccius merluccius) για κάποια περιοχή που μας ενδιαφέρει. Διαθέτουμε από δικές μας πειραματικές μετρήσεις στην περιοχή, ένα σύνολο 4 τιμών για το L_maxπου έχουν μέσο όρο (μ) 65 cm και τυπική απόκλιση (σ) 8 cm. Αρχικά πρέπει να ποσοτικοποιήσουμε την προϋπάρχουσα επιστημονική γνώση σε προγενέστερες (priors) κατανομές.

Θα χρησιμοποιήσουμε 2 διαφορετικούς prior για να παρατηρήσουμε την επίδρασή τους στη συμπερασματολογία μας. Ως πρώτη prior κατανομή (prior 1) θέτουμε μια κανονική κατανομή με μ=71,7 και σ=15,5 που βασίζεται στις τιμές L_max για τον μπακαλιάρο που είναι διαθέσιμες στη FishBase. Ας υποθέσουμε ότι δε μας αρκούν τα δεδομένα της FishBase και αποφασίζουμε να αναζητήσουμε επιπλέον τιμές στη βιβλιογραφία.

Μετά τη βιβλιογραφική έρευνα που κάναμε δοκιμάζουμε ως εναλλακτικό prior (prior 2) μια κανονική κατανομή με μ=80 και σ=10. Ο δεύτερος prior βασίζεται στις τιμές της FishBase και στις νέες τιμές που προέκυψαν από τη βιβλιογραφική έρευνα. Εφαρμόζοντας τους υπολογισμούς βρίσκουμε δύο διαφορετικές μεταγενέστερες (posterior) κατανομές που ουσιαστικά συνοψίζουν τη γνώση μας για το L_max του μπακαλιάρου στην περιοχή έρευνας.

Η posterior 1 κατανομή (από την prior 1 κατανομή) είναι μια κανονική κατανομή με μ=66,41 και σ=7,11, ενώ η posterior 2 κατανομή (από την prior 2 κατανομή) είναι μια κανονική κατανομή με μ=70,51 και σ=6,36. Παρατηρούμε ότι η σ της posterior 2 κατανομής είναι μικρότερη από της posterior 1 κατανομής και άρα η αβεβαιότητά μας για τις τιμές του L_max μειώθηκε. Αυτό οφείλεται αποκλειστικά στις νέες τιμές που συγκεντρώσαμε από τη βιβλιογραφία.

Εδώ παρουσιάζονται τα αποτελέσματα από τη συλλογή της σχετικής βιβλιογραφίας, που αφορά στις κατά μήκος συνθέσεις, τη διατροφή  (από ποσοτικά δεδομένα) και τους θηρευτές για τα παρακάτω πέντε είδη στόχους μελέτης, η δυναμική των οποίων θα μοντελοποιηθεί:

• δύο είδη μεγάλης οικονομικής αξίας (www.fishbase.org, Sumaila et al. 2007, Στεργίου κ.ά. 2011β), σημαντικά είδη στόχοι στην ελληνική αλιεία (Stergiou et al. 1997, Στεργίου κ.ά. 2011β) και για τα οποία υπάρχουν πολλά επιστημονικά δεδομένα: ο μπακαλιάρος (Merluccius merluccius) και το μπαρμπούνι (Mullus surmuletus)
• τρία είδη μικρότερης οικονομικής σημασίας(www.fishbase.org, Sumaila et al. 2007, Στεργίου κ.ά. 2011β), για τα οποία τα διαθέσιμα επιστημονικά δεδομένα είναι περιορισμένα και σποραδικά: ο μαυροσκορπιός (Scorpaena porcus), ο σπάρος (Diplodus annularis) και ο χάνος (Serranus cabrilla).

Αλλού παρουσιάστηκαν προκαταρκτικά αποτελέσματα που αφορούν βιολογικές παραμέτρους των πέντε ειδών, όπως σχέσεις βάρους-μήκους, παράμετροι αύξησης Von Bertalanffy, γεννητική ωρίμαση και εποχή αναπαραγωγής, καθώς και γενικές πληροφορίες για τις καταμήκος συνθέσεις, τη διατροφή και τους θηρευτές (Stergiou et al. 2012).

Συλλογή στοιχείων

Έγινε εκτεταμένη αναζήτηση βιβλιογραφίας με βάση τρεις διαδικτυακές πηγές πληροφοριών (Scopus, Web of Science και Google Scholar). Επιπρόσθετα, σχετικές πληροφορίες αναζητήθηκαν και στη γκρίζα βιβλιογραφία, όπως διατριβές, εκθέσεις αποτελεσμάτων προγραμμάτων και παρακτικά συνεδρίων.

Κάθε δημοσίευση, αρχικά, ελέχθηκε αν είχε κωδικό αριθμό στη FishBase (Reference Number: RefNo), και αν τα δεδομένα που περιείχε ήταν ήδη καταχωρημένα σε αυτήν. Στην περίπτωση αυτή, η πληροφορία θεωρήθηκε ως «προϋπάρχουσα». Δημοσιεύσεις με RefNo, όπου όμως τα δεδομένα που περιείχαν δεν συμπεριλαμβάνονταν στη FishBase, καθώς και δημοσιεύσεις χωρίς RefNo, θεωρήθηκαν ως «νέα πληροφορία».

Αναφορικά με τις κατά μήκος συνθέσεις, τα δεδομένα στην πλειονότητα των δημοσιεύσεων, παρουσιαζόνταν με τη μορφή γραφημάτων, ενώ σε ορισμένες περιπτώσεις δίνονταν από τους συγγραφείς αριθμητικά δεδομένα τα οποία και χρησιμοποιούνταν αυτούσια. Τα γραφήματα, από την άλλη πλευρά, μετατρέπονταν σε αριθμητικά δεδομένα με τη χρήση του “distance tool” του προγράμματος Adobe Acrobat. Όταν ήταν διαθέσιμα (D. annularis: 6 περιπτώσεις; M. surmuletus: 15 περιπτώσεις; S. porcus: 1 περίπτωση), συλλέχθηκαν επίσης και δεδομένα μήκους ανά ηλικία (length-at-age data).

Οι δημοσιεύσεις που αφορούσαν στη διατροφή των πέντε ειδών, παρείχαν τόσο ποιοτικά (δηλ. από μεθόδους συχνότητας παρουσίας, αριθμητικές μεθόδους και άλλους ποιοτικούς δείκτες) όσο και ποσοτικά δεδομένα (δηλ. από ογκομετρικές μεθόδους και ζύγισης βάρους τροφικών αντικειμένων). Στην παρούσα εργασία, αναλύθηκαν μόνο δημοσιεύσεις που αφορούσαν ποσοτικά δεδομένα.

Έτσι, με βάση τα ποσοτικά δεδομένα διατροφής, όπως αυτά παρουσιάζονταν από τους συγγραφείς, εκτιμήθηκε το κλασματικό τροφικό επίπεδο (τ) των πέντε ειδών, χρησιμοποιώντας την αντίστοιχη ρουτίνα της εφαρμογής TrophLab (Pauly et al. 2000). Τέλος, συγκεντρώθηκαν πληροφορίες σχετικά με τους θηρευτές των πέντε ειδών, όπως αυτές αναφέρονται στη σχετική βιβλιογραφία.

ΚΑΙΝΟΥΡΓΙΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑ

Συνολικά, συγκεντρώθηκαν 324 δημοσιεύσεις που να αφορούν τα πέντε είδη. Πληροφορίες σχετικά με τις δημοσιεύσεις που συγκεντρώθηκαν, καθώς και ο τύπος δεδομένων (π.χ. σχέσεις βάρους-μήκους, κατά μήκος συνθέσεις, αναπαραγωγή, διατροφή, γενετική, επιλεκτικότητα αλιευτικών εργαλείων) που περιλαμβάνουν, είναι διαθέσιμες ανά είδος στο διαδικτυακό τόπο http://dl.dropbox.com/u/45877455/Reference%20List%20MED%20case%20study%20species.xls.

Από το σύνολο των δημοσιεύσεων, 186 περιείχαν δεδομένα που αφορούσαν κατά μήκος συνθέσεις και διατροφή, 40 είχαν ήδη RefNo, ενώ οι υπόλοιπες 146 δεν περιλαμβανόταν στη FishBase. Από αυτές τις 186 δημοσιεύσεις, 90 είχαν μόνο δεδομένα κατά μήκος συνθέσεων, ενώ 89 περιείχαν πληροφορίες μόνο σχετικές με τη διατροφή και τους θηρευτές των πέντε ειδών, ενώ 7 περιείχαν και τα δύο είδη πληροφορίας (Πίνακας 1).

Πίνακας 1. Αριθμός δημοσιεύσεων που συλλέχθηκαν για τα πέντε Μεσογειακά είδη στόχους ανάλυσης στο πλαίσιο του προγράμματος  Ecoknows, σχετικές με τις κατά μήκος συνθέσεις (ΚΜΣ), τις τροφικές τους συνήθειες (ποσοτικά δεδομένα) και τους θηρευτές τους.

Σε ό,τι αφορά τις κατά μήκος συνθέσεις, η νέα πληροφορία που συγκεντρώθηκε στο πλαίσιο του προγράμματος ECOKNOWS ήταν αξιοσημείωτα μεγαλύτερη από την ήδη προϋπάρχουσα στη FishBase (Πίνακας 2). Έτσι, με την επιπρόσθετη πληροφορία που συγκεντρώθηκε, υπήρξε αύξηση στην γνωστή πληροφορία ίση με 97,4% (75 κατά μήκος συνθέσεις από 26 δημοσιεύσεις) για το D. annularis, 92,2% (83 κατά μήκος συνθέσεις από 25 δημοσιεύσεις) για το M. merluccius, 98,8% (82 κατά μήκος συνθέσεις από 14 δημοσιεύσεις) για το M. surmuletus, 85,7% (12 κατά μήκος συνθέσεις από 5 δημοσιεύσεις) για το S. porcus, και 88,9% (16 κατά μήκος συνθέσεις από 6 δημοσιεύσεις) για το S. cabrilla (Πίνακες 1-2, Εικ. 1).

Πίνακας 2. Ήδη υπάρχουσα πληροφορία στη FishBase (FB) και νέα που θα προστεθεί στο πλαίσιο του προγράμματος ECOKNOWS (ECO) για τα πέντε Μεσογειακά είδη στόχους ανάλυσης. Με έντονα γράμματα σημειώνονται οι περιπτώσεις όπου η νέα πληροφορία που συλλέχθηκε είναι μεγαλύτερη αριθμητικά από την ήδη υπάρχουσα στη FishBase. Οι τροφικές συνήθειες αφορούν δημοσιεύσεις που περιλαμβάνουν μόνο ποσοτικά δεδομένα (από έρευνες διατροφής βασισμένες στο βάρος ή/και τον όγκο των τροφικών αντικειμένων στο στομαχικό περιεχόμενο). ΚΜΣ: κατά μήκος συνθέσεις.

Εικόνα 1. Κατά μήκος συνθέσεις για τα πέντε Μεσογειακά είδη στόχους, με βάση πληροφορίες από τη σχετική βιβλιογραφία (για αριθμό δημοσιεύσεων και αριθμό συνθέσεων βλέπε Πίνακες 1-2, και κείμενο). Σχέδια ψαριών από τη FishBase (www.fishbase.org: Froese & Pauly 2012) (συνεχίζεται)

Εικόνα 1. (τέλος)

Σε τρία από τα πέντε είδη, τα D. annularis, M. merluccius και S. porcus, ο αριθμός των πληροφοριών ποσοτικής ανάλυσης διατροφής ήταν μεγαλύτερος από τις ήδη καταχωρημένες πληροφορίες στη FishBase (Πίνακας 2). Η μικρότερη τιμή τ που υπολογίστηκε με βάση τις νέες πληροφορίες ήταν για το είδος D. annularis (2,50±0,30: Πίνακας 3), ενώ η μεγαλύτερη για το M. merluccius (4,50±0,80: Πίνακας 3).

Η μικρότερη διαφορά μεταξύ μέγιστης και ελάχιστης τιμής τ, όπως αυτές εκτιμήθηκαν με βάση τις νέες πληροφορίες που συγκεντρώθηκαν, καταγράφηκε στο είδος S. cabrilla (0,26 μονάδες τ), ενώ η μεγαλύτερη στο είδος D. annularis (1,70 μονάδες τ) (Πίνακας 3).

Τέλος, σύγκριση μεταξύ της τιμής τ, όπως αυτή δίνεται στη FishBase (τ_FB), και της μέσης τιμής τ με βάση τις νέες πληροφορίες (τ_ECO), έδειξε ότι η μεγαλύτερη διαφορά ανάμεσα σε αυτές τις δύο τιμές παρατηρήθηκε για το είδος S. cabrilla (0,36 μονάδες τ), ενώ η μικρότερη για το είδος M. surmuletus (0,06 μονάδες τ) (Πίνακας 3).

Με δεδομένο ότι οι διαφορές μεταξύ τ_FB και τ_ECO δεν είναι ιδιαίτερα μεγάλες, δε διαφαίνεται το ενδεχόμενο κανένα από τα τέσσερα είδη να αλλάζει λειτουργική τροφική ομάδα, όπως αυτές ορίστηκαν από τους Stergiou & Karpouzi (2002), με την προσθήκη των νέων δεδομένων.

Πίνακας 3. Κλασματικό τροφικό επίπεδο (τ) των πέντε Μεσογειακών ειδών στόχων ανάλυσης, από τη FishBase (τ_FB) και όπως εκτιμήθηκε από τις δημοσιεύσεις που συγκεντρώθηκαν στο πλαίσιο του προγράμματος Ecoknows (τ_ECO). SE: τυπικό σφάλμα.

Η επιπρόσθετη πληροφορία που συλλέχθηκε αναφορικά με τους θηρευτές των πέντε ειδών, αύξησε τον αριθμό των γνωστών θηρευτών κατά 4 (αύξηση 57,1%) για το D. annularis, κατά 8 (αύξηση 32,0%) για το M. merluccius, κατά 6 (αύξηση 42,9%) για το M. surmuletus, κατά 2 (αύξηση 50,0%) για το S. porcus, και μόνο ένας νέος θηρευτής (αύξηση 100,0%) για το S. cabrilla (Πίνακας 4). Επιπρόσθετα, στον κατάλογο των θηρευτών του M. merluccius πλέον συγκαταλέγονται και φώκιες και πουλιά, ενώ σε εκείνον του M. surmuletus περιλαμβάνονται πλέον και θαλάσσιες χελώνες, ενώ τα άλλα τρία είδη θηρεύονται αποκλειστικά από άλλα ψάρια. Το είδος με το μεγαλύτερο αριθμό και εύρος θηρευτών, καθώς και το μοναδικό με καταγεγραμμένες περιπτώσεις καννιβαλισμού, είναι το M. merluccius (Πίνακας 4, Εικ. 3). Τέλος, μεταξύ των πέντε ειδών, μόνο μεταξύ των D. annularis και S. porcus έχει καταγραφεί σχέση λείας-θηρευτή (Πίνακας 4, Εικ. 3).

Αλλού παρουσιάζουμε τα στοιχεία που συλλέξαμε για τις σχέσεις βάρους-μήκους, τις παραμέτρους αύξησης Von Bertalanffy και την αναπαραγωγή (Stergiou et al. 2012). Τα αποτελέσματα της βιβλιογραφικής έρευνας και για αυτές τις βιολογικές παραμέτρους έδειξαν ότι μέσα στο πλαίσιο του προγράμματος ECOKNOWS συλλέχθηκε ουσιαστική ποσότητα νέας πληροφορίας. Σε ορισμένες μάλιστα περιπτώσεις η νεοσυλλεχθείσα πληροφορία αυξάνει την ήδη υπάρχουσα στη FishBase γνώση μέχρι και 100% (D. annularis: γονιμότητα (Stergiou et al. 2012), S. cabrilla: θηρευτές (παρούσα εργασία)). Επιπρόσθετα, με τη νέα πληροφορία, αυξάνει το εύρος (είτε προς το κατώτερο είτε προς το ανώτερο άκρο) των τιμών των παραπάνω βιολογικών παραμέτρων, όπως αυτό είναι καταχωρημένο στη FishBase (Stergiou et al. 2012).

Όλη αυτή η νέα πληροφορία έχει τη δυνατότητα να μειώσει την αβεβαιότητα στις εκτιμήσεις των αποθεμάτων και να βελτιώσει την πιθανότητα επιτυχούς διαχείρισης, και επομένως, να οδηγήσει σε βελτίωση της κατάστασης των αποθεμάτων.

Πίνακας 4. Καταγεγραμμένοι θηρευτές των πέντε ειδών στόχων μελέτης από τη Μεσόγειο, όπως αυτοί αναφέρονται στη σχετική βιβλιογραφία. Με μπλε χρώμα οι νέες καταγραφές στο πλαίσιο του προγράμματος ECOKNOWS, ενώ με σκούρο κόκκινο οι προϋπάρχουσες πληροφορίες στη FishBase. Κοινές ονομασίες ψαριών από τη FishBase (www.fishbase.org: Froese & Pauly 2012), κοινές ονομασίες φαλαινών/δελφινιών από Βαλούκας & Οικονομίδης (1989), και κοινές ονομασίες πτηνών από την ιστοσελίδα της Ελληνικής Ορνοθολογικής Εταιρίας (http://www.ornithologiki.gr/page_list.php?lID=3&sp=no&st=no&sf=yes&ss=yes).

Βιβλιογραφία

– Βαλούκας Β.Α., Οικονομίδης Π.Σ. 1989. Δελφίνια και φάλαινες στις Ελληνικές θάλασσες. Αλιευτικά Νέα 95: 81-86.

– Froese R, Pauly D (eds). 2012. FishBase. World Wide Web electronic publication. Available at http//:www.fishbase.org [version 02/2012].

– Pauly D., Froese R., Sa-a P., Palomares M.L., Christensen V., Rius J. 2000. Trophlab manual. Manila: ICLARM.

– Stergiou K.I., Karpouzi V.S. 2002. Feeding habits and trophic levels of Mediterranean fish. Reviews in Fish Biology and Fisheries 11: 217-254.

– Stergiou K.I., Christou E.D., Georgopoulos D., Zenetos A., Souvermezoglou C. 1997. The HellenicSeas: Physics, Chemistry, Biology and Fisheries. Oceanography and Marine Biology: an Annual Review 35: 415-538.

– Stergiou K.I., Karachle P.K., Apostolidis C., Giannakaki A., Despoti S., Tsikliras A., Mantyniemi S., Kuikka S. 2012. – ECOKNOWS: using prior knowledge for fisheries management. Πρακτικά του 10^ου Πανελληνίου Συμποσίου Αλιείας και Ωκεανογραφίας (υπό εκτύπωση).

– Στεργίου Κ.Ι., Καραχλέ Π.Κ., Αποστολίδης Χ., Kuikka S., Mäntyniemi S., Klemola E., Romakkaniemi Α., Mumford J. 2011α. Bayesian προσέγγιση στην αλιευτική διαχείριση: πώς τα μαθηματικά μας βοηθούν να αποκτήσουμε γνώσεις από άλλα ιχθυαποθέματα. Αλιευτικά Νέα 359: 13-17.

– Στέργιου Κ.Ι., Καραχλέ Π.Κ., Τσίκληρας Α.Χ., Μαμαλάκης Η., 2011β. Κραυγή ιχθύος. Ψάρια των ελληνικών θαλασσών. Βιολογία-Αλιεία-Διαχείριση. Εκδόσεις Πατάκη, Αθήνα.

– Sumaila U.R., Marsden A.D., Watson R., Pauly D. 2007. A global ex-vessel fish price database: construction and applications Journal of Bioeconomics 9: 39-51.