Kalakantojen arviointi (KALAT22) Tiheysriippuvuus FT Samu Mäntyniemi, Bio ja ympäristötieteiden laitos

Mätimunista rekryyteiksi Rekryytti? Uusi tulokas populaatiossa Uusi tulokas kalastuksen kohteena Ikäluokka on “täysin rekrytoitunut”: ikäluokan kaikki yksilöt ovat saavuttaneet sellaisen koon ja/tai ovat siirtyneet sellaiselle alueelle, että ovat kalastuksen kohteena Ei ole yksiselitteinen käsite, pitää määritellä tarkemmin tapauskohtaisesti

Populaation säätely Ympäristötekijät ja -resurssit Ravinto Habitaatti Lämpötila, virtaama jne Kilpailu resursseista Lajien välillä Lajin sisällä

Mätimunien selviytyminen rekryyteiksi Ennen kuoriutumista:kilpailu kutupaikasta Kun kutijoita on paljon ja kutupaikkojen määrä rajallinen: selviytyminen heikkenee Esim lohi voi kaivaa kutukuopan toisen päälle Kuoriutumisen jälkeen: kilpailu ravinnosta (ja reviiristä) Koko ajan: suuri tiheys – tautien ja loisten leviäminen helpompaa Yksittäisen mätimunan todennäköisyys selvitä rekryytiksi pienenee, kun mätimunien määrä kasvaa Rekryyttien määrä on aina mätimunien määrää pienempi Itsestään selvää, mutta huomioidaan käytännössä harvoin

Kuinka selviytymistodennäköisyys muuttuu? Riippuu kilpailun tyypistä Kun resurssit jaetaan kaikkien kanssa tasan, eli kaikki saavat yhtäläisesti vähemmän tilaa ja ravintoa tiheyden kasvaessa Ricker: p = a*exp(-a*E/(K*exp(1)) jossa p: selviytymistodennäköisyys a: selviytymistodennäköisyys kun E=0 K: rekryyttien maksimimäärä Rekryyttien lukumäärän odotusarvo: R=E*p

Rickerin käyrä

Beverton-Holt -käyrä Kun resurssit jaetaan epätasaisesti niin, että osa yksilöistä saa riittävästi tilaa/ravintoa ja osa jää ilman tai vähemmälle: Beverton-Holt: p = K/(K/a+E) jossa p: selviytymistodennäköisyys K: asymptoottinen rekryyttien maksimimäärä a: selviytymistodennäköisyys kun E=0 E: mätimunien määrä Rekryyttien lukumäärän odotusarvo R=E*p

Beverton-Holt

Beverton-Holt vs Ricker

Huomioita Myös muut kuin resurssikilpailuun liittyvät tekijät voivat aiheuttaa tiheysriippuvuutta selviytymiseen Esim: kannibalismi -> Ricker Samassa populaatiossa voi esiintyä monen tyyppistä kilpailua käyrä voi olla myös Beverton-Holt ja Ricker käyrien sekoitus tai joku muu Monia muita perusteluineen: http://users.ox.ac.uk/~math0177/BrannstromSumpter05a.pdf Allee-efekti: mätimunien selviytymistodennäköisyys voi olla pieni myös pienillä määrillä Esim kutuparin löytäminen pienessä populaatiossa

Mitä kutukanta-rekryytti-suhteella tehdään? Mallinnetaan lisääntymistä kun ennustetaan populaation tulevaisuutta –syötetään tämän vuoden mätimäärä ja saadaan ennuste seuraavan vuoden poikasmäärästä Yhdistetään saalisyhtälöihin-lyhyen aikavälin “tarkka” ennuste Voidaan tutkia populaation käyttäytymistä pitkällä aikavälillä: kun kalastuskuolevuus pidetään vakiona, populaatio asettuu vähitellen ns. tasapainotilaan Voidaan etsiä kalastuskuolevuuden taso, jolla saadaan Suurin kestävä saalis (Maximum Sustainable Yield) Taloudellisesti suurin voitto

Tasapainotila? (equilibrium) Tasapainotilassa populaation koko ei kasva eikä vähene Jokainen rekryytti korvautuu yhdellä uudella Tasapainotilan etsiminen: Käytetään hyväksi kutukanta-rekryyttisuhdetta ja saalisyhtälöitä Kutukanta-rekryyttisuhde: kuinka monta rekryyttiä mätimunasta Saalisyhtälöt: kuinka monta mätimunaa rekryytistä Rakennetaan mätimuna-mätimuna tai rekryytti-rekryyttisuhde em tietojen avulla Tasapainotila on piste, jossa yksi rekryytti tuottaa yhden uuden rekryytin tai mätimuna tuottaa yhden uuden mätimunan

Tasapainotilat

MSY? rekryytti-rekryytti- tai mäti-mätisuhteen ja 1:1 korvauslinjan välinen positiivinen erotus voidaan ajatella ylituotantona, joka voidaan kalastaa ilman, että populaatio häviää Populaatio asettuu uuteen tasapainotilaan

Harjoitustehtävä 4 Piirrä samaan kuvaan mätimäärän ja 0-vuotiaiden kalojen suhde Beverton-Holt parametreilla a=0.002 ja K=1000 Ricker parametreilla a=0.002 ja K=1000 Käytä seuravassa em. Beverton-Holt käyrää Määritä tehtävän 1 populaatiolle rekryytti-rekryytti ja mäti-mäti käyrät kalastuskuolevuuksilla F=0, F=0.05,F=0.1,F=0.15,F=0.2,F=0.25 Mitkä ovat em kalastuskuolevuuksia vastaavien tasapainotilojen rekrytoinnit? Kuinka paljon saalista saadaan kiloissa mitattuna em. kalastuskuolevuuksilla? Vertaa tehtävän 1 Y/R käyrän tulokseen

Harjoitustehtävä 5 Yhdistetään kutukanta-rekryyttisuhde, saalisyhtälöt, kasvukäyrä ja maturiteetti ja fekunditeettitieto. Laaditaan koko elämänkiertoa kuvaava malli Aloitetaan tilanteesta, jossa ensimmäisen vuoden alussa populaatiossa on 1000 0-vuotiasta kalaa. Ennusta populaation kehitys seuraavan 50 vuoden aikana Oleta M~LogN(Moodi=0.15,CV=0.1), F=0.15, käytä edellämainittua B-H funktiota Piirrä kuvaaja vuotuisesta rekrytoinnista ja mätimäärästä. Mille tasolle ne vakiintuvat? Vertaa edellisen tehtävän tulokseen! Kokeile F:n eri arvoja, ja kuvaa populaation kehitystä erilaisilla aikasarjoilla.