What drives dynamics in the Gulf of Alaska? Integrating hypotheses of species, fishing, and climate relationships using ecosystem modeling.

GULF of Alaska (Alaska); ALASKA

We use a dynamic ecosystem model to evaluate the relative effects of fishing history, climate change, and predator-prey interactions in determining biomass trajectories for 12 species groups ranging from marine mammals through commercially exploited fish and invertebrates in the Gulf of Alaska (GOA). Ecosystem model fits under six alternative hypotheses relating fishing, climate, and predation were evaluated. Fishing alone explained few GOA biomass trajectories; it was necessary to both estimate specific predator-prey relationships and provide some mechanism for increased production. No single control hypothesis explained all species dynamics simultaneously, suggesting that in the GOA, there is no single main driver of the ecosystem. Furthermore, the alternative control hypotheses implied contrasting sets of predator-prey relationships (estimated functional response parameters). Therefore, a single set of 'best fit' parameters for a given control hypothesis is unlikely to be useful in forecasting. Future modeling efforts supporting ecosystem-based fishery management could retain multiple working models to accommodate complex forcing (fishing, keystone species production, and environmental) differentially affecting components of the ecosystem. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Un modèle écosystémique dynamique nous a servi à évaluer les effets relatifs de l'histoire de la pêche, du changement climatique et des interactions prédateurs-proies sur la trajectoire des biomasses chez 12 groupes d'espèces, allant de mammifères marins jusqu'à des poissons et des invertébrés exploités commercialement, dans le golfe de l'Alaska (GOA). Nous avons évalué l'ajustement du modèle écosystémique en fonction de six hypothèses de rechange qui relient la pêche, le climat et la prédation. La pêche seule explique peu des trajectoires de biomasses du GOA; il est nécessaire d'estimer des relations spécifiques prédateurs-proies et aussi de fournir un mécanisme quelconque pour l'accroissement de la production. Aucun mécanisme unique de contrôle n'explique simultanément toutes les dynamiques des espèces, ce qui laisse croire que dans le GOA il n'existe pas un facteur explicatif unique de l'écosystème. De plus, les hypothèses de contrôle de rechange présupposent des séries contradictoires de relations prédateurs-proies (paramètres estimés des réponses fonctionnelles). C'est pourquoi, il est peu vraisemblable qu'une seule série de paramètres « d'ajustement optimal » pour une hypothèse de contrôle donnée puisse être utile pour faire des prédictions. Les efforts futurs de modélisation pour appuyer la gestion des pêches basée sur l'écosystème pourraient retenir plusieurs modèles de travail afin d'accommoder le forçage complexe (pêche, production des espèces phares et environnement) qui affecte de manière différente les divers compartiments de l'écosystème. [ABSTRACT FROM AUTHOR]