Propuesta de áreas marinas protegidas para el stock de langostino colorado (Grimothea monodon) en Chile centro-sur usando el potencial reproductivo como indicador de sustentabilidad.
| dc.contributor.advisor | Neira Alarcón, Sergio | es |
| dc.contributor.author | Barros Jiménez, Mónica Esther | es |
| dc.date.accessioned | 2025-01-16T16:15:07Z | |
| dc.date.available | 2025-01-16T16:15:07Z | |
| dc.date.issued | 2025 | |
| dc.description | Tesis presentada para optar al grado de Doctor en Ciencias con Mención en Manejo de Recursos Acuáticos Renovables | es |
| dc.description.abstract | El langostino colorado (Grimothea monodon) es una de las tres especies que sustentan la pesquería de crustáceos demersales en Chile, con niveles de desembarques que han mostrado amplias variaciones y muy lenta recuperación en la última década. La unidad de pesquería sur estuvo en estado de recuperación desde el año 2017 hasta el año 2023, después de una intensa sobrepesca que afectó el potencial reproductivo del stock y su distribución geográfica. Actualmente la pesquería se encuentra en estado de plena explotación, aunque la biomasa del stock de langostino colorado en la zona centro-sur de Chile (33º-37S) ha disminuido progresivamente en la última década. El agotamiento y la lenta recuperación de las poblaciones de langostino colorado se ha atribuido principalmente a la mortalidad por pesca (F). Sin embargo, la mortalidad por depredación (M2) puede llegar a ser un factor decisivo en la dinámica de las especies marinas, especialmente aquellas que son presas importantes en el ecosistema, como el langostino colorado y otros crustáceos demersales. Sin embargo, M2 ha sido menos estudiada y cuantificada en recursos pesqueros que se explotan en Chile. El manejo de la pesquería del langostino colorado en Chile está regulado por la Ley General de Pesca y Acuicultura, lo que incluye varias medidas. Entre ellas están la revisión anual del estatus, el establecimiento de cuotas de captura, y la aplicación de vedas biológicas. Sin embargo, la recuperación del stock de langostino colorado no es clara. La historia de la pesquería muestra discrepancias entre las estimaciones de biomasa y las capturas oficiales. A partir de 2001, las capturas no superaron las 7.000 t, y en el año 2023, la captura total fue de 5.406 t. La depredación por merluza común (Merluccius gayi) y lenguado de ojos grandes (Hippoglossina macrops) representa un factor forzante adicional a la pesca, y en ocasiones M2 supera a F. Por otro lado, las Áreas Marinas Protegidas (AMP) son un instrumento de manejo utilizado para restaurar ecosistemas y mejorar la sustentabilidad de las pesquerías, y podrían tener un efecto positivo sobre la recuperación del stock de langostino colorado. La historia de la pesquería de este recurso indica que su abundancia, reclutamiento, potencial reproductivo y distribución espacial son afectados por sobrepesca. Entonces, la hipótesis de esta tesis es que la implementación de áreas marinas protegidas (AMP) en las zonas de mayor potencial reproductivo de G. monodon en Chile central afecta positivamente a su stock, lo que se verifica a través de mayor potencial reproductivo, menor tiempo de recuperación y mayor distribución espacial. Para probar este supuesto, el objetivo general de esta tesis es evaluar el impacto de áreas marinas protegidas sobre la recuperación y conservación del stock de G. monodon de Chile centro-sur (35-37ºS) a través del análisis de la abundancia, distribución y potencial reproductivo en el periodo de 1992 a 2019. Los objetivos de esta tesis son presentados en tres capítulos. Dos capítulos corresponden a artículos publicados en revistas científicas y el tercero está en preparación. En el Capítulo 1 se estimó la densidad promedio del potencial reproductivo (DPR) en millones de huevos potenciales por kilómetro cuadrado (mhp/km2), para el stock de hembras de langostino colorado en la zona centro-sur de Chile, utilizando datos de 14 campañas de evaluación de stock de crustáceos demersales entre los años 2005 y 2018. El objetivo de este capítulo fue estimar DPR e identificar, a través de mapas georreferenciados, las zonas de mayor agregación o focos de abundancia del potencial reproductivo del stock de hembras para definir eventuales zonas de protección. Se estimó que la media anual de huevos potenciales para la zona y periodo de estudio fue de 78,055 millones de huevos, con densidad promedio de 74 mhp/km2. El mapa de distribución de la densidad de huevos potenciales permitió reconocer dos zonas de agregación del potencial reproductivo, una entre 33°30’ S y 34°30’ S (zona norte) y otra entre 35°30’ S y 36°30’ S (zona sur). La densidad promedio de huevos potenciales fue mayor en la zona norte, aunque en la zona sur se localizaron focos con máximos cercanos a 100 mhp/km2, lo que no ocurrió en la zona norte. Se refuerza la hipótesis que la población de G. monodon proviene de una única área de crianza localizada en la zona sur. Se concluye que entre los años 2008 y 2012, el stock de hembras experimentó una migración neta hacia el norte de 226,4 km (desde 36°20ʹ52,5ʺ S hasta 34°18ʹ39,1ʺ S), pero esta tendencia se revirtió desde 2013 debido a la presión pesquera. En el Capítulo 2 se estimó y comparó la mortalidad por depredación (M2) y la mortalidad por pesca (F) en langostino colorado y otras especies bento-demersales de Chile central. También se analizó los efectos individuales y combinados de F y M2 sobre la dinámica de los principales stocks pesqueros del área de estudio. Para ello, se construyó un modelo de red trófica que incorporó datos de biomasa y capturas desde el año 1992 hasta el año 2018, utilizando el software Ecopath with Ecosim (EwE). El modelo consideró 29 grupos funcionales, desde productores primarios hasta depredadores tope. Además, se incluyó a las flotas pesqueras que operan en la zona de estudio, a saber: flotas de cerco artesanal, flota de cerco industrial, flota de arrastre artesanal, flota de arrastre industrial de merluza, y flota de arrastre demersal de langostinos y camarón. El modelo reveló que la merluza común (Merluccius gayi) fue el principal depredador de langostino colorado, explicando el 84% y 86% de la mortalidad total (Z) para las fracciones adulta y juvenil, respectivamente. Comparativamente, F fue mayor que M2 en el camarón nailon (Heteroperca reedi). Se concluye que en el período de estudio la depredación de la merluza común y el lenguado de ojos grandes afectó fuertemente la dinámica de los stocks de langostino colorado y langostino amarillo. Se recomienda considerar M2 en las evaluaciones de la dinámica pasada y presente de estos recursos, así como en proyecciones futuras para establecer capturas biológicamente aceptables. En el Capítulo 3 se analizó opciones de gestión pesquera para proteger y recuperar la biomasa de langostino colorado y la de otros crustáceos demersales en Chile centro sur (33º-39ºS). Se construyó un modelo con dinámica espacio-temporal usando el módulo Ecospace de EwE para simular cierres temporales con y sin la apertura de Áreas Marinas Protegidas (AMP) para la explotación del langostino colorado, y evaluar su impacto sobre la biomasa y potencial reproductivo de la especie. Se simuló dos AMP, una ubicada entre los 33°30’ S y 34°30’ S (AMP1) y la otra ubicada entre los 35°30’ S y 36°30’ S (AMP2). Se simuló vedas en langostino colorado con y sin la presencia de las AMP por periodos de 10, 20 y 27 años, entre 1992 y 2018. En el modelo se consideró las siguientes flotas pesqueras: cerco industrial, cerco artesanal, industrial de crustáceos demersales (langostino colorado, amarillo y camarón) e industrial de merluza común. Se comparó la biomasa final estimada por el modelo en cada escenario con la biomasa inicial de los grupos langostino colorado, langostino amarillo, camarón nailon, y merluza común. Además, se proyectó la biomasa calculada por el modelo entre 1992 y 2018 para revisar el tiempo recuperación del stock de langostino colorado. Los resultados indicaron que, considerando sólo las vedas temporales y sin AMP, el stock de langostino colorado se recupera entre 7 y 9 años, y luego mantiene su biomasa en el tiempo, alcanzando rangos superiores a las biomasas observadas. En este mismo escenario, el stock de langostino colorado se recupera en 9 años con el cierre de la flota langostinera, y en 7 años si se incluye la flota merlucera durante las vedas biológicas de muda o crecimiento (enero-febrero) y de reproducción (septiembre). Esto supone el cumplimiento riguroso de las normativas durante los tres meses de veda aplicados a ambas flotas. El cierre a la pesca de la flota merlucera por más de tres meses en los escenarios con AMP, resultó en aumento de la biomasa de merluza común y disminución de la biomasa de langostino colorado asociado al efecto de la mayor depredación por merluza común. El cierre de la actividad pesquera para ambas flotas langostinera y merlucera, durante las vedas reglamentarias, incrementó la biomasa de langostino colorado adulto en 75% en un plazo de 7 años. Además, este escenario favoreció la recuperación de otros crustáceos y peces demersales. Se concluye de este capítulo que: i) las vedas temporales benefician positivamente la recuperación del recurso langostino colorado y también al langostino amarillo, camarón nailon y otros peces demersales (e.g. merluza común); ii) la recuperación del langostino colorado depende del cumplimiento estricto de las vedas, logrando una recuperación de su biomasa en 7 a 9 años. Aunque incluir el cierre de ambas flotas langostinera y merluceras permite tiempos similares, el incremento de la biomasa es menor; y, iii) el cierre prolongado por más de tres meses de la flota merlucera, favorece el incremento de la biomasa de merluza común y lenguado afectando la biomasa de langostino colorado por efecto de la depredación. Esta tesis es la primera aplicación en Chile de un modelo de trama trófica que incluye la dinámica espacial y temporal, además de ser el primer estudio para evaluar la implementación de una AMP con el objetivo de proteger recursos pesqueros de interés comercial, esto es, proteger zonas de cría de langostino colorado y crustáceos demersales asociados a su pesquería, aunque incluyendo los criterios ecológicos, ambientales, y pesqueros. Los resultados son de interés para el desarrollo de estrategias adaptativas en la gestión y manejo del recurso langostino colorado y las especies bento-demersales asociadas bajo un enfoque ecosistémico. | es |
| dc.description.abstract | The carrot prawn (Grimothea monodon) is one of the three species that sustain the demersal crustacean fishery in Chile, with landing levels that have shown wide variations and a slow recovery in the last decade. The southern fishery unit was in a state of recovery from 2017 to 2023, following intense overfishing that affected the reproductive potential of the stock and its geographic distribution. Currently, the fishery is in a state of full exploitation, but the biomass of the carrot prawn stock in south-central Chile (33º-37ºS) has shown a progressive decline in the last decade. The depletion and subsequent slow recovery of Carrot prawn populations have been mainly attributed to fishing mortality (F). However, predation mortality (M2) can become a decisive factor in the dynamics of marine species, especially those that are important prey in the ecosystem, such as Carrot prawn and other demersal crustaceans. However, M2 has been less studied and quantified in the fishery resources exploited in Chile. The management of the carrot prawn fishery in Chile is regulated by the General Law of Fisheries and Aquaculture, which includes several measures. This includes the annual review of the status, the establishment of catch quotas, and the application of biological closures. Despite these and other measures implemented, the recovery of the resource is unclear. The history of the fishery shows discrepancies between cruise estimates of biomass and reported catches. From 2001 onwards, catches did not exceed 7,000 t, and in 2023, the total catch was 5,406 t. Predation by Chilean hake (Merluccius gayi) and big eye flounder (Hippoglossina macrops) represents an additional forcing factor to the fishery, and sometimes M2 exceeds F. Therefore, this thesis proposes as a research hypothesis: the history of the carrot prawn (G. monodon) fishery indicates that its abundance, recruitment, reproductive potential and spatial distribution are affected by overfishing. Therefore, the implementation of MPAs for carrot prawn would be a management tool that contributes to the recovery of the reproductive potential and sustainability of the stock. The objectives of this thesis are delineated in three chapters. Each chapter was presented as a published article or an article in preparation. In Chapter 1 the average density of reproductive potential (DPR) in millions of potential eggs per square kilometer (mhp/km2) was estimated for the female carrot prawn stock in south-central Chile, using data from 14 demersal crustacean stock assessment surveys between 2005 and 2018. The objective of this chapter was to estimate DPR and identify, through geo-referenced maps, the areas of greatest aggregation or foci of abundance of the reproductive potential of the female carrot prawn stock to define protection zones. The mean annual potential eggs for the area and study period study was estimated to be 78,055 million, with an average density of 74.0 mhp/km2. The distribution map of the DPR allowed us to recognize two zones of aggregation of reproductive potential, one between 33°30’ S and 34°30’ S (northern zone) and the other between 35°30’ S and 36°30’ S (southern zone). The average density of potential eggs was higher in the Northern zone, although in the Southern zone, there were pockets with maximums close to 100 mhp/km2, which was not the case in the Northern zone. This reinforces the hypothesis that the G. monodon population comes from a single breeding area located in the southern zone. It is concluded that between 2008 and 2012, the female stock experienced a net northward migration of almost 226.4 km (from 36°20ʹ52.5ʺ S to 34°18ʹ39.1ʺ S), but this trend reversed due to fishing pressure. Chapter 2 estimated and compared predation mortality (M2) and fishing mortality (F) in carrot prawn and other benthic-demersal species in central Chile. Their individual and combined effects on the dynamics of fish stocks were analyzed. For this purpose, a food web model was built incorporating observed biomass and catch data from 1992 to 2018, using Ecopath with Ecosim (EwE) software. The model considered 29 functional groups, from primary producers to top predators. In addition, the fishing fleets operating in the study area were included namely artisanal and industrial purse seine fleets, artisanal and industrial hake trawl fleets, and demersal shrimp and prawn demersal trawl fleets. The model revealed that Chilean hake was the main predator of adult and juvenile carrot prawn, contributing 84% and 86% of the total mortality (Z), respectively. In comparison, fishing mortality (F) was higher than M2 in nylon shrimp (Heteroperca reedi). It is concluded that the dynamics of carrot prawn and yellow prawn stocks were strongly affected by predation by common hake and big eye sole, respectively. It is recommended to consider M2 in the evaluations of past and present dynamics of these resources, as well as in future projections to establish biologically acceptable catches. Chapter 3 analyzed several fishery management options to protect and recover the biomass of carrot prawn and other demersal crustaceans in south-central Chile (33º-39ºS). For this purpose, a model with spatio-temporal dynamics was built using the Ecospace module of EwE to simulate temporary closures, Marine Protected Areas (MPAs), for the exploitation of the carrot prawn and their impact on the reproductive potential of the species. Two MPAs were considered, one located between 33.5° S and 34.5° S (MPA1) and the other located between 35°30’ S and 36°30’ S (MPA2). The protection of Carrot prawn was simulated with and without the presence of the MPAs for periods of 10, 20, and 27 years between 1992 and 2018, considering the following fleets: industrial and artisanal purse seine and demersal crustaceans. The results indicated that considering only temporary closures and without AMP, the carrot prawn stock recovers between 7 and 9 years, and then maintains its biomass over time, reaching ranges higher than the observed biomasses. In this same scenario, the carrot prawn stock recovers in 9 years with the closure of the prawn fleet, and in 7 years if the whiting fleet is included during the biological closures of moulting or growth (January-February) and reproduction (September). This implies strict compliance with the regulations during the three months of closure applied to both fleets. The closure of the whiting fleet to fishing for more than three months in the MPA scenarios resulted in an increase in the biomass of Chilean hake and a decrease in the biomass of carrot prawn associated with the effect of increased predation by Chilean hake. The closure of fishing activity for both the shrimp and whiting fleets during the regulatory closures increased the biomass of adult carrot prawn by 75% over a period of 7 years. In addition, this scenario favored the recovery of other crustaceans and demersal fish. It is concluded from this chapter that, i) temporary closures positively benefit the recovery of the carrot prawn resource and also yellow prawn, nylon shrimp and other demersal fish (e.g. Chilean hake), ii) the recovery of the carrot prawn depends on strict compliance with the closures, achieving a recovery of its biomass in 7 to 9 years. Although including the closure of both prawn and whiting fleets allows similar times, the increase in biomass is lower, iii) the prolonged closure of the whiting fleet for more than three months favors the increase in the biomass of common hake and sole, affecting the biomass of carrot prawn due to the effect of predation. This thesis is the first application of a trophic model with spatial and temporal dynamics in Chile. It is also the first study carried out in Chile to evaluate the implementation of an MPA with the objective of protecting resources of commercial interest, specifically, to protect breeding areas of carrot prawn and demersal crustaceans associated with its fishery, but addressing ecological, environmental and fishing criteria. The results are of interest for the development of adaptive strategies in the management of the carrot prawn resource and associated benthic-demersal species under an ecosystemic approach. | en |
| dc.description.campus | Concepción | es |
| dc.description.departamento | Departamento de Oceanografía | es |
| dc.description.facultad | Facultad de Ciencias Naturales y Oceanográficas | es |
| dc.description.sponsorship | ANID, Beca de Doctorado Nacional n°21160713 | es |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.udec.cl/handle/11594/12315 | |
| dc.language.iso | es | es |
| dc.publisher | Universidad de Concepción | es |
| dc.rights | CC BY-NC-ND 4.0 DEED Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 International | en |
| dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject | Langostinos | es |
| dc.subject | Recursos pesqueros | es |
| dc.subject | Ecología marina | es |
| dc.subject.ods | CONSUMO responsable | es |
| dc.subject.ods | producción, Vida MARINA | es |
| dc.title | Propuesta de áreas marinas protegidas para el stock de langostino colorado (Grimothea monodon) en Chile centro-sur usando el potencial reproductivo como indicador de sustentabilidad. | es |
| dc.type | Thesis | en |
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