Abundância da Raja clavata na costa continental portuguesa: otimização do desenho das campanhas de investigação

Abstract

A diminuição de recursos naturais e as consequências adversas no ecossistema são aspetos muito importantes. Este estudo debruça-se sobre a modelação espacial de recursos marinhos, nomeadamente das espécies Raja clavata e Merluccius merluccius. A Raja clavata e Merluccius merluccius são peixes que co-ocorrem ao longo da costa continental portuguesa. Os dados analisados dizem respeito a coordenadas geo-referenciadas de estações de pesca e para cada sabe-se o número e peso totais de Raja clavata capturada por hora. Os dados são provenientes de cruzeiros demersais realizados pelo IPMA entre 2013 e 2016. Adicionalmente, para 2015 e 2016, tem se informação do número de elementos de Merluccius merluccius capturados por hora. Com o objetivo de estimar os indicadores de abundância e biomassa da Raja clavata foram consideradas várias abordagens geoestatísticas, mais concretamente a suavização de kernel espacial, kriging com tendência externa e modelos de zeros inacionados. Nas duas últimas, a abundância de Merluccius merluccius pequena (comprimento < 26 cm) e a profundidade foram utilizadas como covariáveis. No método krigigng com tendência externa, o tipo de fundo foi também considerado como variável explicativa. Os resultados indicam que os índices de abundância e biomassa de Raja clavata decrescem com a profundidade e com o aumento do indicador da abundância de juvenis de Merluccius merluccius. Relativamente ao tipo de fundo a média dos índices de abundância e biomassa são superiores em tipos de fundo de lama e lodo com areia. De forma a desenhar futuras campanhas de investigação, é implementado um método de amostragem com base nas estimativas dos índices de abundância de Raja clavata e de Merluccius merluccius, obtidas de campanhas anteriores. Esta abordagem é avaliada através da comparação dos valores observados com os valores estimados por: correlações de spearman e o estimador da média, decorrente da amostragem aleatória estratificada, e a respetiva variância.

The depletion of natural resources and the adverse consequences on the ecosystem are very important aspects. This study deals with the spatial modeling of marine resources, namely the Raja clavata and Merluccius merluccius. Raja clavata and Merluccius merluccius are marine fishes cooccurring along the Portuguese continental coast. The data analyzed concern the georeferenced coordinates of the fishing locations and for each the total number of Raja clavata specimens and their weight at each fishing haul. The data are derived from IPMA demersal cruises and cover the period 2013 to 2016. Additionally, for 2015 and 2016, the total number of Merluccius merluccius and small Merluccius merluccius specimens caught at each fishing haul is also available. With the aim of estimating the abundance and biomass indicator of Raja clavata based on IPMA surveys several geostatistical approaches were applied, namely Spatial Kernel Smoothing, Kriging with External Drift and a Zero-Inflated Model. In the last two the small Merluccius merluccius abundance (length<26 cm) and depth were taken in consideration as covariates. In Kriging with External Drift, the seabed type was also used as explanatory variable. Results obtained indicate that Raja clavata abundance and biomass indicators decrease with depth and with the increase of small Merluccius merluccius abundance indicator. With respect to the seabed type, the mean of Raja clavata abundance and biomass indicators are higher in muddy and muddy sand. In order to design future campaigns of investigation, it is applied a sampling method based on the estimates of Raja clavata and Merluccius merluccius abundance indicators. The proposal survey is assessed by comparing the observed values and estimated values by spearman correlation and the mean estimator, from stratified random sampling, and its variance.