Modelling the relationships of medium and long-term variations of the anchovy and sardine catches in the Catalan Sea (NW Mediterranean) with the environmental drivers
Authors:   , Quattrocchi Federico 
Published: July 2023

The understanding of the driving forces involved in the abundance fluctuation of fish populations is an important requirement for conservation and management, especially in the context of environmental changes. In the North Western Mediterranean Sea the catches of sardine (Sardina pilchardus) and anchovy (Engraulis encrasicolus) during the period 1990-2014 have severealy decreased. Although neither of the two populations is considered underexploited, it seems unlikely that overexploitation alone has caused the recent decrease. Furthermore, it is even truer considering that changes in the marine environment have occurred in the studied area during the last 40 years. The general objective of this PhD thesis is to detect the main environmental factors involved in the fluctuations of the abundance of the two small pelagic species in the Catalan Sea.
Before focusing on the environmental influences, the spatiotemporal distribution of the purse seine fishery operations was analyzed. The results revealed that the distribution of the fleet captured the features of the distributions of small pelagic populations. These findings contributed to a better understanding and visualization of the spatial distribution of catches, which form the basis of the landings data series studied in the rest of the PhD thesis. We then investigated the local environmental factors and climate index (Western Mediterranean oscillation index; WeMOI) that were strictly linked with landings of both species. We concluded that temperature, salinity, and currents were important drivers for both species, and the WeMOI index favored sardine abundance when it was in positive phase. We highlighted that the relationships between the availability of these small pelagic fishes and these factors were better described by non-linearity. Finally, we provided evidence, independent from the studies directly targeted on early life stages, that the temperature and sea surface height (used as a proxy of mesoscale processes) play an important role in the recruitment variability of these species. Even more importantly we showed that the effects of these drivers were not stationary but transient over time.
Although this work is one step forward in the understanding of the abundance variability of the small pelagic fish in the Catalan Sea further investigation focused especially on the synergic effects of fishing combined with environmental factors will still be needed.

La comprensió dels factors implicats en la fluctuació d'abundància de les poblacions de peixos és un requisit important per a la conservació i la gestió, especialment en el context dels canvis ambientals. En la Mediterrània occidental, les captures de sardina (Sardina pilchardus) i l'anxova (Engraulis encrasicolus) durant el període 1990-2014 han disminuït bruscament. Malgrat que cap de les dues poblacions es consideri subexplotada, és poc probable que només la sobreexplotació hagi causat la recent disminució. Això és encara més cert si es té en compte que dins a la zona estudiada durant els últims 40 anys s'han produït clars canvis en el medi marí. L'objectiu general d'aquesta tesi doctoral és detectar els principals factors ambientals que intervenen en les fluctuacions de l'abundància de les dues espècies de petits pelàgics del mar català. Abans de centrar-se en les influències mediambientals, s'ha analitzat la distribució espaciotemporal de les operacions de la pesca de teranyina. Els resultats han revelat que la distribució de la flota representa fidelment les característiques de les distribucions de petits pelàgics. Aquestes troballes han contribuït a una millor comprensió i visualització de la distribució espacial de les captures que formen també la base de la sèrie de dades de desembarcament estudiada a la resta de la tesi doctoral. A continuació, s'han investigat les relacions entre els desembarcaments d'ambdues espècies i els factors ambientals locals i l'índex climàtic (Índex d'oscil·lació de la Mediterrània occidental, WeMOI). Es conclou que la temperatura, la salinitat i els corrents són factors importants per ambdues espècies, i l'índex WeMOI afavoreix l'abundància de la sardina quan es troba en fase positiva. Hem destacat que la relacions entre la disponibilitat d'aquestes espècies de petits pelàgics i aquests factors poden ser millor descrits amb models no-lineals. Finalment, aportem evidències, de manera independent d'altres estudis centrats directament en ous i larves, que la temperatura i el nivell superficial del mar (utilitzat com proxy de processos de mesoescala ) tenen un important rol en la variabilitat del reclutament per ambdues espècies. Encara més important, hem mostrat que els efectes d'aquests factors no són estacionaris sinó que han canviat amb el pas del temps. Encara que aquest estudi representa un pas endavant en el coneixement i la comprensió de la variabilitat en l'abundància de petits peixos pelàgics al mar Català, encara és necessària la investigació addicional centrada en l`efecte sinèrgic de la pesca amb els factors ambientals.