Population dynamics of aquatic top predators: effects of harvesting regimes and environmental factors Prosjektleder: Professor Nils Chr. Stenseth Post-doc: Dr. Scient. Thrond O Haugen

Formålet med studien Å øke kunnskapen om populasjons- dynamikken til viktige topp-predatorer i ferskvann (gjedde og aure) –Hvordan påvirkes dynamikken av endringer i: abiotiske (temperatur og eutrofiering) og biotiske (byttedyrtilgang) miljøforhold? innhøstingsregimer (kvalitativt og kvantitativt)? Å framskaffe gode estimater av demografiske rater fra empiriske data –Overlevelse –Rekruttering

Rammer for prosjektet Prosjektet er berammet til tre år – – Én post-doc (meg) skal i hovedsak arbeide med materialet –Lønnsmidler for meg i tre år –½ år i utlandet Winderemere og USA Data er ferdig innsamla, så ingen feltkostnader

Samarbeid Universitet i Oslo –Professor Leif Asbjørn Vøllestad –Dr Philos Per Aass Centre for Ecology and Hydrology –PhD Ian Winfield Fiskeforvaltninga –Tore Qvenild (fiskeforvalter i Hedmark) –Er i kontakt med fiskeforvalteren i Oppland

Hvem kan ha bruk for resultatene? Av stor generell interesse for økologer –Dataene kan belyse hvordan viktige biotiske og abiotiske faktorer påvirker populasjonsdynamiske prosesser Forvaltningsinstitusjoner –Kan danne utgangspunkt for forvaltningsprogrammer i ferskvannsystemer Hvor sensitive er disse artene/systemene for beskatning? –Forventer økt press på disse ressursene i framtida

Hva skal vi gjøre? To langtidsserier av individmerka fisk –Gjedde fra Windermere (1949–d.d.) –Hunderaure (1966–d.d.) Capture-Mark-Recapture statistisk modellering –Overlevelsesestimater –Fangstdødlighet vs naturlig dødlighet –Populasjonsvekstrater Rekrutteringsrater Modellering av populasjonsdynamikken –Teste sensitivitet for ulike miljøforhold

Aure Gjedde

Populasjonsdynamikk Leslie matrise N t+1 NtNt F = effektiv fekunditet = s i-1 * m i, der m i = fekunditet for stadium i s i = overlevelsessannsynlighet fra stadium i til i+1

Hva gir Lesliematrisene oss? Leslie-matrisas dominante egenverdi ( ) gir oss populasjonens vekstrate ( = e r ) Kan teste sensitiviteten til for ulike miljøsettinger Overlevelsesestimatene framskaffes fra CMR-dataene Gode estimater på effektiv fekunditet kan være verre –Må sannsynligvis her framskaffe andre data i tillegg

Fra skjebnediagram... Merking og utsetting Død eller emigrert I live I live og gjenfanga I live, men ikke gjenfanga 1-  1-p p   er tilsynelatende overlevelse (i åpne systemer) p er gjenfangstsannsynlighet

...til fangsthistorier og overlevelsesestimater Merk og sett ut 11 55 44 33 22 Fangstomgang Tidsinterval p2p2 p5p5 p4p4 p3p3 p6p6 Fangsthistorie: , gir sannsynlighet:  1 (1-p 2 )  2 (1-p 3 )  3 p 4  4  4 er sannsynligheten for å ikke å bli gjenfanga etter 4de fangstrunde [= (1-  4 )+(1-p 5 )  4 (1- p 6  5 )] Parameterne estimeres ved maximum likelihood estimering

Multiple gjenfangster Kan estimere ved å analysere CMR-dataene baklengs i tid –”I stedet for å la individantallet avta i framovertid, lar man individene rekruttere i bakovertid” Forrige fangsthistorie: , blir baklengs: gir sannsynlighet:  4 p 3  3 (1-p 2 )  2 p 1 Der  i er sannsynligheten for individ som tilstede ved tid i også var tilstede i tid i-1.  er relatert både til overlevelse (s) og fekunditet (F) I flg Pradel (1996): E( ) =  i /  i+1

Kombinasjonsdata Våre dataserier inneholder ikke bare gjenfangster som settes ut igjen, men også fangstdata der fisken drepes –Kjenner da tidspunkt for død –Kan framskaffe estimater for risiko for fangst knyttet til ulik type redskap –Kan estimere fangstdødlighet vs naturlig dødlighet –Flere parametere må estimeres

Kombinasjonsskjebnediagram Merking og utsetting Død og rapportert Død, men ikke rapportert Død I live I live og i systemet I live og forlatt systemet I live og ikke gjenfanget I live og gjenfanget p 1-p 1-r r 1-S 1-F F S

Dataseriene: hvor gode er de? Hunderaure (n = 7002; 1966–1999); gjedde (n = 5560; 1949–2000) Kombinasjonsdata –Kontinuerlige - og eksperimentelle fangster Gode miljødata (kovariabler) –Eutrofiering, temperatur, byttefiskforekomst, fangstinnsats Multiple gjenfangster –43.2% av innlagte data mer enn én gjenfangst i Winderemere –16.2 % for Hunderauren Svakhet: –Mest moden fisk (utelukkende moden hos hunderauren)

Utfordringer Personlige –Først og fremst nå å få alle data innlagt på computerformat –Lære den statistiske metoden Modelleringsmessige: –Finne fornuftige diskretiseringer av tidsintervallene mellom ”fangstomgangene” –Forstå systemene godt nok i utgangspunktet til å generere fornuftige hypoteser Forvaltningsrelatert –Ut fra sensitivitetsanalysene utforme en bærekraftig uthøstingsstrategi

Formidling Publikasjonene vil sendes til høyt rangerte generelle biologiske tidsskrifter –Vi sikter høyt fordi dataene: er unike (langtidsserier, komparative) har potensialer til å belyse/utdype generelle økologiske problemstillinger Relevante internasjonale symposia Rapporter og populæriserte publikasjoner –Fylkesmannrapporter (Hedmark, Oppland?) –Fisketidsskrifter Påvirker sportsfiske/rekreasjonsfiske populasjonsdynamikken til gjedde og aure? –Fiskesymposiet 2002?