Reconstructing the stock-recruit relationship for Northeast Arctic cod using a bioenergetic index of reproductive potential

Abstract

Correlation and simulation analyses suggest that, for the Northeast Arctic (NA) cod stock, the total lipid energy (TLE (kJ)) contained in the livers of mature females is proportional to total egg production, making TLE a potential predictor of recruitment. Accordingly, the TLE of NA cod was estimated for a 51-year time period , using estimates of numbers at length derived from virtual population analysis, modelled values of proportion mature and weight at length, and observed values of the liver-condition index. A significant linear relationship between TLE and recruitment to age 3 was observed. The temporal trend in TLE suggests that the reproductive potential of the NA cod stock has been in decline since the mid-1970s. A multiple-regression model that included TLE, mean temperature, and mean alongshore wind stress as independent variables explained approximately 43% of the variation in recruitment. Reconstructing stock-recruit relationships using more sensitive measures of reproductive potential is the first step in resolving environmental effects on recruitment and in developing biological reference points that are more effective in stock conservation.Résumé : Des analyses de corrélation et de simulation suggèrent que l'énergie lipidique totale (TLE (kJ)) contenue dans le foie des femelles à maturité de la population de morues du nord-est de l'Arctique (NA) est proportionnelle à la production totale d'oeufs; la TLE est donc un critère potentiel de prédiction du recrutement. C'est pourquoi nous avons calculé les TLE de la population NA de morues pour une période de 51 ans en nous servant d'estimations tirées de populations virtuelles des nombres de poissons dans les différentes classes de longueurs, d'estimations par modélisation des proportions d'individus matures et des masses à chacune des longueurs et d'observations des coefficients de condition du foie. Il existe une relation linéaire statistiquement significative entre les TLE et le recrutement jusqu'à l'âge 3. L'évolution au cours des ans de la TLE laisse croire que le potentiel reproducteur de la population NA décline depuis le milieu des années 1970. Une analyse de régression multiple, qui utilise la TLE, la température moyenne et le stress éolien moyen le long des côtes comme variables indépendantes, explique environ 43% de la variation du recrutement. L'établissement de meilleures corrélations entre les stocks et le recrutement à l'aide d'indicateurs plus sensibles du potentiel reproducteur est un premier pas vers l'évaluation des effets de l'environnement sur le recrutement et vers l'établissement de repères biologiques plus efficaces pour la conservation des stocks.[Traduit par la Rédaction] 2442Marshall et al.

Lipids in Marine Ecosystems

“…They are highly reduced compounds and are thus important fuels for oxidation. Lipid energy is transferred from algae to vertebrates via zooplankton and total lipid energy in kilojoules is a predictor of reproductive potential in fish stocks [14]. Marshall et al [15] found a highly significant linear relationship between total egg production in cod and total lipid energy.…”

Changes in size at maturity of European hake Atlantic populations in relation with stock structure and environmental regimes

“…Many studies have described the effects of sea temperature on fish metabolism (Tyler and Colow, 1985;Solemdal, 1997;Martínez et al, 1999;Harvey, 2005;Stevens et al, 2006), growth rates (Rätz et al, 1999;Dutil et al, 2003), condition (Krohn et al, 1997), reproduction (Fedorov, 1971;Wootton, 1990;Jonsson and Jonsson, 2003;Privalikhin, 2003;Basilone et al, 2006;Coombs et al, 2006) or offspring survivorship (Lambert et al, 2003;O´Brien et al, 2003;Abdoli et al, 2005). Furthermore, water temperature also conditions fish population dynamics (Marshall et al, 2000;Armstrong et al, 2004;Yoneda et al, 2006) and distributions (Louge, 1996;Gordoa et al, 2000;Pájaro et al, 2005).…”

Untitled

“…2) were obtained from Marshall et al (2000) and were based on September-October acoustic surveys for 1973-1993 and on the frequency of capelin in cod stomach samples for 1959-1972. Marshall et al (2000 reported that the frequency of capelin in cod stomachs was most strongly correlated to acoustic estimates of capelin biomass the preceding autumn (n 5 24 yr, R 2 5 0.63).…”