Could we consider a single stock when spatial sub-units present lasting patterns in growth and asynchrony in cohort densities? A flatfish case study
Résumé
An accurate representation of the spatial structure of marine fish populations is a prerequisite for unbiased stock assessment, to build appropriate management measures. The common sole (Solea solea, L.) of the Eastern English Channel (EEC) is a commercial flatfish species, whose stock is currently assessed as a single homogeneous population and has been overexploited over the last decade. Previous studies have highlighted the stock's low connectivity and the lack of understanding in sub-adults and adults mixing between putative subunits, raising the issue of a potential spatial structure of this stock. Here, we examined evidence of spatial structure by analyzing spatiotemporal patterns of length and density-at-age using time series (1989–2015) obtained from a scientific survey (UK-BTS). We tested for various hypotheses of spatial structure, based on both scientific and expert knowledge, including three isolated subunits, their combination, and no spatial structure. We combined two sets of analyses: (1) a selection of the von Bertalanffy growth model with spatial effects capturing the most accurate spatial structure of the stock and the analysis of long-term spatial patterns (gradients, trends, synchrony) in growth parameters; and (2) an analysis of the synchrony among density-at-age time series between spatial subunits. Growth analysis revealed a spatial structure in three subunits (i.e. the southwestern, northeastern and English parts of the EEC) and an overall decline of length-at-age, suggesting Fishery-Induced Evolution. The synchrony analysis revealed high spatiotemporal integrity at the level of the southwestern subunit of the EEC. Our two analyses thus detected a lasting signal of spatial stock structure with a probable isolation of the southwestern subunit from the rest of the EEC. Future research should build on our study by investigating the connectivity of sole throughout its entire life cycle, to improve stock assessment and fishery management.
Une représentation exacte de la structure spatiale des populations de poissons de mer est une condition préalable à une évaluation impartiale des stocks, afin d'élaborer des mesures de gestion appropriées. La sole commune (Solea solea, L.) de la Manche orientale (CEE) est une espèce commerciale de poisson plat, dont le stock est actuellement évalué comme une seule population homogène et a été surexploité au cours de la dernière décennie. Des études antérieures ont mis en évidence la faible connectivité du stock et le manque de compréhension chez les sous-adultes et les adultes se mélangeant entre sous-unités putatives, ce qui soulève la question d'une structure spatiale potentielle de ce stock. Nous avons examiné ici les preuves de la structure spatiale en analysant les tendances spatio-temporelles de la longueur et de la densité selon l'âge à l'aide de séries chronologiques (1989-2015) obtenues à partir d'une enquête scientifique (UK-BTS). Nous avons vérifié diverses hypothèses de structure spatiale, fondées sur des connaissances scientifiques et spécialisées, y compris trois sous-unités isolées, leur combinaison et l'absence de structure spatiale. Nous avons combiné deux ensembles d'analyses : (1) une sélection du modèle de croissance de von Bertalanffy avec des effets spatiaux capturant la structure spatiale la plus précise du stock et l'analyse des modèles spatiaux à long terme (gradients, tendances, synchronie) des paramètres de croissance ; et (2) une analyse de la synchronisation entre les séries temporelles de densité à âge entre sous-unités spatiales. L'analyse de la croissance a révélé une structure spatiale dans trois sous-unités (c'est-à-dire les parties sud-ouest, nord-est et anglaise de la CEE) et un déclin global de la longueur selon l'âge, ce qui suggère une évolution induite par la pêche. L'analyse synchrone a révélé une grande intégrité spatio-temporelle au niveau de la sous-unité sud-ouest de la CEE. Nos deux analyses ont ainsi détecté un signal durable de la structure spatiale du stock avec un isolement probable de la sous-unité sud-ouest du reste de la CEE. Les recherches futures devraient s'appuyer sur notre étude en étudiant la connectivité de la sole tout au long de son cycle de vie, afin d'améliorer l'évaluation des stocks et la gestion des pêches.
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