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1 UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁ – UNIOESTE CENTRO DE ENGENHARIAS E CIÊNCIAS EXATAS – CECE CURSO DE ENGENHARIA DE PESCA DISCIPLINA: DINÂMICA DE POPULAÇÕES E AVALIAÇÃO DOS RECURSOS PESQUEIROS PROFESSOR: DR. GILMAR BAUMGARTNER CONTEÚDO PROGRAMÁTICO 1ª AVALIAÇÃO 11.. AASSPPEECCTTOOSS CCOONNCCEEIITTUUAAIISS 1.1. População 1.2. Espécie 1.3. Dinâmica populacional 1.4. Recursos pesqueiros 1.5. Avaliação dos recursos pesqueiros 1.6. Coorte 1.7. Classe etária 22.. IIDDEENNTTIIFFIICCAAÇÇÃÃOO EE DDEELLIIMMIITTAAÇÇÃÃOO DDEE PPOOPPUULLAAÇÇÕÕEESS ((EESSTTOOQQUUEESS)) 2.1. Metodologia de identificação 2.1.1. Condições ambientais 2.1.2. Caracteres individuais 2.1.3. Delimitação geográfica do estoque 2.1.4. Recomendações práticas 33.. DDIISSTTRRIIBBUUIIÇÇÃÃOO EESSPPAACCIIAALL 3.1. Populações sésseis ou com reduzida movimentação 3.1.1. Índice de agregação 3.1.1.1. Método das sub-regiões 2 3.1.1.2. Método das distâncias 3.2. Populações móveis 3.2.1. Distribuição aleatória 3.2.2. Distribuição agregada 3.3. Conceito da teoria vetorial 3.4. Estimativas dos parâmetros de dispersão 3.4.1. Coeficiente de dispersão direcional 3.4.2. Coeficiente de dispersão aleatória 3.4.3. Ângulo médio de dispersão 3.4.4. Centro de densidade 3.4.5. Limite de confiança 3.4.6. Forma elíptica 3.5. Aplicação prática 3.5.1. Ciclo vital 3.5.2. Orientação à pesca 44.. DDIINNÂÂMMIICCAA DDAA NNUUTTRRIIÇÇÃÃOO 4.1. Anatomia do trato digestório 4.2. Ingestão 4.2.1. Comportamento alimentar 4.2.2. Seletividade 4.2.3. Regime alimentar 4.2.4. Mudanças na dieta 4.2.5. Quociente intestinal 4.3. Digestão 4.3.1. Digestibilidade 4.3.2. Duração da digestão 4.4. Descanso 4.5. Cronologia alimentar 4.5.1. Ciclo 4.5.2. Ritmo 4.6. Métodos clássicos de quantificação do alimento 4.6.1. Frequência numérica 3 4.6.2. Frequência de ocorrência 4.6.3. Método volumétrico e gravimétrico 4.6.4. Método dos pontos 55.. DDIINNÂÂMMIICCAA DDAA RREEPPRROODDUUÇÇÃÃOO 5.1. Estádios de maturação gonadal 5.1.1. Estádio A – imaturo ou virgem 5.1.2. Estádio B – em maturação 5.1.3. Estádio C – maduro 5.1.4. Estádio D – esvaziado 5.1.5. Estádio E – repouso 5.2. Proporção sexual 5.3. Comprimento médio de primeira maturação 5.4. Períodos e áreas de reprodução 5.4.1. Estádios de desenvolvimento gonadal 5.4.2. Índices gonadais 5.4.2.1. Relação gonadossomática (RGS) 5.4.2.2. Índice gonadal (IG) 5.5. Fator de condição 5.6. Fecundidade 5.6.1. Método volumétrico 5.6.2. Método gravimétrico 2ª AVALIAÇÃO 66.. TTAAMMAANNHHOO DDEE PPOOPPUULLAAÇÇÃÃOO 6.1. Abundância relativa 6.2. Marcação e recaptura 6.2.1. Método de Petersen – Censo único 6.2.2. Método de Schnabel – Censo múltiplo 6.3. Método da amostragem estratificada 6.4. Método da área varrida 4 6.5. Contagem parcial (densidade) 6.6. Método da depleção 6.7. Método visual 6.8. Método acústico 77.. CCRREESSCCIIMMEENNTTOO 7.1. Crescimento populacional 7.1.1. Curvas em J 7.1.2. Forma sigmoidal (S) 7.2. Crescimento individual em comprimento 7.2.1. Expressão matemática do crescimento 7.2.2. Estimativas dos parâmetros de crescimento 7.2.3. Método da frequência de comprimento 7.2.4. Método dos anéis etários 7.2.5. Método da marcação 7.2.6. Método do cultivo 7.3. Crescimento individual em peso 88.. EESSTTRRUUTTUURRAA EETTÁÁRRIIAA 8.1. Método dos anéis etários 8.2. Método da distribuição de comprimentos 8.3. Método da curva de crescimento 8.4. Método da população estratificada 8.5. Métodos de análise de populações virtuais 8.5.1. Análise de populações virtuais – APV 8.5.2. Análise de coortes de Pope 3ª AVALIAÇÃO 99.. RREECCRRUUTTAAMMEENNTTOO 9.1. Tipos de recrutamento 9.2. Relação entre estoque e recrutamento 5 9.2.1. Modelos da relação entre estoque e recrutamento 9.2.2. Modelos matemáticos da relação entre estoque e recrutamento 1100.. MMOORRTTAALLIIDDAADDEE 10.1. Taxa instantânea de mortalidade (Z) 10.2. Taxa de sobrevivência 10.3. Taxa de mortalidade 10.4. Curvas de captura 10.4.1. Curva de captura baseada na idade 10.4.2. Estimativa da mortalidade usando CPUE 10.4.3. Curva de captura baseada em comprimento 10.4.4. Método da marcação e recaptura 10.5. Mortalidade natural 1111.. SSEELLEETTIIVVIIDDAADDEE 11.1. Redes de espera – Baranov (1914) 11.1.2. Curva de seleção 11.2. Seletividade para redes de arrasto (anzóis) 1122.. EESSFFOORRÇÇOO EE CCPPUUEE 12.1. Fatores que afetam no coeficiente de capturabilidade (q) 4ª AVALIAÇÃO 1133.. CCUURRVVAASS DDEE RREENNDDIIMMEENNTTOO 13.1. Modelos logísticos 13.1.1. Modelo de Schaefer (1954) 13.1.2. Modelo de rendimento de Fox 13.2. Modelos analíticos 13.2.1. Modelo de rendimento por recruta de Beverton & Holt (1957) 1144.. MMAANNEEJJOO PPEESSQQUUEEIIRROO 6 1155.. AADDMMIINNIISSTTRRAAÇÇÃÃOO DDEE EESSTTOOQQUUEESS 1166.. AANNÁÁLLIISSEE QQUUAANNTTIITTAATTIIVVAA EEMM AAQQUUIICCUULLTTUURRAA 16.1. Estimativas de biomassa 16.2. Arraçoamento 16.3. Curvas bioeconômicas 7 DINÂMICA DE POPULAÇÕES E AVALIAÇÃO DOS RECURSOS PESQUEIROS CONTEÚDO DA 1ª AVALIAÇÃO 1. ASPECTOS CONCEITUAIS 1.1. População (estoque) É o conjunto de indivíduos de uma mesma espécie, biologicamente semelhantes que se reproduzem entre sí, mas ao qual os fatores ambientais e genéticos tem caráter de grande variabilidade. Os parâmetros populacionais devem permanecer constantes. Porém, o estabelecimento de um estoque é complexo e demanda tempo. 1.2. Espécie É um grupo de indivíduos, semelhantes entre sí, reprodutivamente isolados de outros grupos e que podem formar uma ou mais populações. 1.3. Dinâmica populacional É o estudo das flutuações nos níveis populacionais e os principais fatores bióticos e ambientais que causam tais flutuações. 1.4. Recursos pesqueiros São todas as formas vivas que tenham na água seu normal ou mais frequente meio de vida, juntamente com um definido interesse econômico e sejam passíveis de exploração pelo homem. São divididos em: a) Agrupamentos biológicos: algas, moluscos, crustáceos, peixes e mamíferos; b) Condições naturais: interiores, estuarinos, marinhos; 8 c) Habitats: espécies fluviais, lacustres, anádromas, catádromas, estuarinas, marinhas (costeiras, bênticas, e pelágicas); d) Regime jurídico: nacionais, bi/multinacionais, transnacionais e internacionais. 1.5. Avaliação dos recursos pesqueiros Busca o nível de explotação que permite obter, a longo prazo, o rendimento máximo em peso de uma pesca. Tem o objetivo de assessorar a explotação ótima dos recursos aquáticos ou pesqueiros. 1.6. Coorte É o conjunto de indivíduos de uma população que nasceram na mesma época. 1.7. Classe etária É o conjunto de indivíduos com aproximadamente a mesma idade. Obs.: Os indivíduos de uma coorte mudam de classe etária a cada período, que pode ser anual, ou não, dependendo da frequência de desova. DINÂMICA DE POPULAÇÕES Os cientistas pesqueiros contribuem para a pesca de duas maneiras: 1) Estudando a biologia básica e a distribuição dos recursos pesqueiros; 2) Estudando a dinâmica das populações. Na dinâmica agem três forças: 9 a) Requisito básico: Reconhecer as espécies(aula prática 1); b) Para saber se os estoques são diferentes deve-se analisar: • Áreas de desova; • Crescimento; • Mortalidade; • Características genéticas; • Características morfológicas; • Padrões de captura; • Rota migratória; • Área de distribuição. Procedimentos básicos: ESTABELECIMENTO DE NÍVEIS ÓTIMOS DE PESCA (RMS) HIPÓTESES COLETA DE DADOS ANÁLISE DE DADOS HISTÓRICOS ESTIMATIVAS DOS PARÂMETROS POPULACIONAIS PREDIÇÃO DOS RENDIMENTOS PARA NÍVEIS ALTERNATIVOS DE EXPLOTAÇÃO ESTABELECIMENTO DE NÍVEIS ÓTIMOS DE PESCA (RMS) PREDIÇÃO DOS RENDIMENTOS PARA NÍVEIS ALTERNATIVOS DE EXPLOTAÇÃO ESTIMATIVAS DOS PARÂMETROS POPULACIONAIS ANÁLISE DE DADOS HISTÓRICOS COLETA DE DADOS HIPÓTESES O modelo demonstra: • Até que certo nível se pode obter maiores ganhos aumentando o esforço; • A partir daí a renovação do recurso (reprodução e crescimento) não se mantém no mesmo nível de explotação por pesca; • O incremento da explotação provoca uma redução no rendimento; • Eot – Nível de esforço de pesca, que a longo prazo proporciona o maior rendimento; 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Re nd im en to Esforço de Pesca EOT RMS 10 • Rms – Rendimento máximo sustentável a longo prazo, é o máximo que o estoque pode produzir. Obs.: O rendimento deve ser a longo prazo, porque pode ser alcançado no primeiro ano, mas serguirse-ão anos de escassez devido à sobrepesca. 2. IDENTIFICAÇÃO E DELIMITAÇÃO DE POPULAÇÕES (ESTOQUES) O aspecto mais importante e primordial em estudos de dinâmica de populações é determinar se a população objeto pode ser tratada como uma unidade de estoque para fins de avaliação e administração, considerando-se duas possibilidades: 1) Grupos geograficamente isolados: em que a própria segregação espacial, com variações climáticas evidentes é suficiente para estabelecer uma diferenciação. Como, por exemplo, as lagostas do mar do Caribe e do nordeste brasileiro; 2) Grupos reprodutivamente isolados: sem separação geográfica ou ambiental definidas, que são explorados em conjunto na maior parte do seu ciclo de vida. Como, por exemplo, as lagostas do nordeste brasileiro, constituídas por dois estoques. 2.1. Metodologia de investigação No processo de identificação das unidades de estoque as seguintes etapas devem ser consideradas: 1) Levantar as condições ambientais; 2) Determinar os caracteres individuais pelos quais se possa identificar os membros de cada estoque; 3) Delimitar a área geográfica habitada por cada estoque. 2.1.1. Condições ambientais a) Sistemas de correntes: a direção e a velocidade das correntes superficiais e subsuperficiais têm grande influência sobre a distribuição, abundância e capacidade de sobrevivência de muitas espécies, cujos ovos e larvas são componentes do plâncton. Dois sistemas principais devem ser observados nas áreas de desova e adjacências: 11 • Circulação fechada (redemoinhos): confere maior estabilidade ambiental, os ovos e larvas permanecem dentro da área de influência desse tipo de corrente, com menores chances de dispersão e intercâmbios; • Circulação unidirecional: existe grande probabilidade de que as larvas produzidas em diferentes áreas de desova sejam levadas para uma mesma área de criação, ou diferentes áreas. b) Barreiras ambientais: A temperatura é o principal fator de regulação do metabolismo, determinando a classificação das espécies em euritérmicas (aquelas que resistem facilmente mudanças de temperatura, não precisando de mecanismos de termorregulação ou adaptações especiais para mantê-la constante) e estenotérmicas (aquelas que não resistem a mudanças de temperatura e requerem adaptações especiais, como nos mamíferos marinhos que se isolam do meio através de enormes panículos adiposos, outro exemplo são os atuns que regulam sua taxa natatória). As populações tropicais tem maturação precoce, maior taxa de crescimento e menor longevidade do que as das zonas frias e temperadas. A influência da temperatura no sentido de determinar a formação de unidades de estoque está relacionada com os seguintes mecanismos: • alteração no ritmo de amadurecimento das gônadas pode produzir uma alteração na ocorrência da época de desova; • alteração na época de desova determina variações na fertilidade e flutuabilidade dos ovos e na duração do período e incubação dos ovos; • variações no período de incubação e suas implicações sobre a duração da fase larval e coincidência da eclosão das larvas com a maior disponibilidade de alimento externo determinam variações no sucesso da desova. A mais importante barreira ambiental causada pela temperatura é a termoclina, por exemplo, a albacora-laje habita acima, albacora-bandolin dentro da faica e a albacora-branca abaixo. Outra barreira ambiental é a salinidade, que embora existam muitos trabalhos descrevendo as relações aparentes entre o comportamento e distribuição dos peixes e a salinidade da água, estas não necessariamente diretas. 12 2.1.2. Caracteres individuais Uma vez determinadas as condições ambientais capazes de determinar a formação de unidades de estoques é necessário caracterizar os indivíduos que pertencem a estas unidades. Os caracteres individuais podem ser classificados como morfométricos e merísticos mensuráveis externamente e fisiológicos e bioquímicos que são analisados em laboratório. a) Morfométricos: São todos os caracteres passíveis de medição. Como, por exemplo, comprimento total (Lt), comprimento padrão (Ls), comprimento do focinho, diâmetro dos olhos e outros. A comparação entre as dimensões é realizada tomando-se como “x” Lt ou Ls sendo que: bxay (Linear) bxAy (Geométrica) xbAy lnlnln onde se: b > 1 – Crescimento alométrico positivo; b = 1 – Crescimento isométrico; b < 1 – Crescimento alométrico negativo. b) Merísticos: São todos aqueles caracteres que tem elementos em séries. Como, por exemplo, número de miômeros, vértebras, raios das nadadeiras, escamas e outros. c) Fisiológicos: Se referem mais a função que a forma, são evidenciados através da reprodução e crescimento e se relacionam mais com as condições ambientais que com as características morfológicas: • Maturação sexual: o ritmo de desenvolvimento gonadal é determinado basicamente pela condição fisiológica do organismo, mas a temperatura tem um papel fundamental na determinação do momento propício para a desova; • Taxa de crescimento: é diretamente dependente das taxas metabólicas, isto é da velocidade com que os materiais nutritivos são convertidos em matéria viva, diferentes taxas de crescimento podem ser verificadas através da largura dos anéis de crescimento. d) Bioquímicos: São mais estritamente relacionados com o patrimônio genético da espécie, do que com os caracteres morfométricos e merísticos, conferindo maior grau de confiabilidade à identificação de unidades de estoque: 13 • Configuração protéica: considera-se que todas as proteínas são produtos diretos dos genes, servindo portanto de marcas para analisar semelhanças e diferenças filogenéticas entre as espécies e populações. ELETROFORESE – dispersão coloidal, em campo elétrico, com meios de dispersão de agar, amido e um gel polímero de acrilamida; • Características sanguíneas: as características do sangue tem se tornado um importante instrumento para distinguir espécies, e em alguns casos unidades de estoque, através dos seguintes aspectos:- diferenças de antígenos nas células vermelhas - aglutinação por hemoaglutininas ou anticorpos de células vermelhas - propriedades antigênicas de proteínas do soro sanguíneo - composição química do sangue, usando cromatografia - análise enzimática 2.1.3. Delimitação geográfica do estoque A delimitação geográfica do estoque geralmente é determinada pelas características dos habitat, desta maneira: a) Espécies costeiras: Moluscos sésseis e crustáceos com capacidade limitada de deslocamento têm distribuição linear ao longo da costa, com possibilidade de formar vários estoques; b) Espécies demersais: Estão sujeitas as limitações impostas pela profundidade ou pelo tipo de substrato, como no caso das lagostas e camarões, apresentando uma delimitação territorial mais facilmente identificável; c) Espécies pelágicas: Tem uma distribuição aparentemente ilimitada, mas as condições ambientais impõem barreiras invisíveis por exemplo a temperatura; d) Espécies ribeirinhas; e) Espécies lacustres. A mistura dos diferentes grupos é determinada pelo ciclo migratório de cada agrupamento, que consiste de movimentos de deriva, dispersão e migração. A determinação do ciclo migratório se baseia em experimentos de marcação. 14 ÁREA DE ALIMENTAÇÃO (ESTOQUE ADULTO) ÁREA DE CRIAÇÃO (ESTOQUE JOVEM) ÁREA DE DESOVA (ESTOQUE REPRODUTOR) A CB DERIVA FIGURA – Comportamento migratório das populações. D1 D2 C1 C2 A12 FIGURA – Comportamento migratório de duas populações. 2.1.4. Recomendações práticas Os seguintes aspectos podem ser considerados essenciais para a identificação das unidades de estoque: a) Seleção dos caracteres: deve-se sempre ter em mente que um caracter pode ser excelente para diferenciar estoques de uma espécie porém inútil para outra. Ex.: vértebras. Principais regras: - Fazer uma opção entre muitos caracteres e pequenas amostras, ou poucos caracteres e amostras maiores, em função do custo de obtenção das amostras; - Evitar caracteres cuja medição ou contagem possa ter grandes erros, como no caso dos raios ramificados das nadadeiras; 15 - Não usar caracteres que sejam dependentes de outros. Ex.: comprimento da base da dorsal, que pode ser muito variável; - A amostragem deve ser realizada em diferentes pontos da área de distribuição da espécie, se possível ao mesmo tempo, o que é um pouco difícil. b) Análise estatística: na comparação estatística dos caracteres, os seguintes aspectos devem ser levados em consideração: - Devido à elevada semelhança entre os caracteres para os diferentes grupos, é necessário grandes amostras para que estas sejam evidenciadas. Uma diferença significativa entre as médias amostrais de um caracter mostra a existência de diferentes estoques; - Deve ser estabelecido um limite superior para o grau de superposição entre os caracteres, em função da plasticidade dos mesmos – Análise de covariância. Regressão: xbay (Linear); bxay (Potencial); bxay exp (Exponencial) c) Divisão da captura nas unidades de estoque: - O simples fato de existir diferenças de características permite que os estoques sejam tratados separadamente, cujos parâmetros vitais e produção devem ser conhecidos e adequadamente estudados; - A aplicação dos estudos de identificação dos estoques pode ser resumida da seguinte maneira: • Se uma espécie de ampla distribuição geográfica for explorada em regiões distantes que impeçam o intercâmbio genético, ou a superposição dos barcos de pesca, pode ser considerado como estoques independentes; • Se em cada uma destas regiões as espécies se distribuem também em área ampla, onde ocorra um gradiente longitudinal com variação nas condições ambientais, deve-se considerar a existência de unidades de estoque contíguas, com grandes chances de mistura de seus indivíduos. 16 33.. DDIISSTTRRIIBBUUIIÇÇÃÃOO EESSPPAACCIIAALL 3.1. Populações sésseis ou com reduzida movimentação Estudos da distribuição das populações, tendo em vista determinar como os indivíduos se movimentam e se posicionam em relação aos outros, podem ser realizados pelo método da amostragem espacial, quando estes são sésseis e ocupam posições mais ou menos fixas durante a fase adulta. Os indivíduos podem apresentar distribuição espacial: a) Aleatória: quando a posição de um indivíduo não interfere na posição do outro (alimentação); b) Agregada: quando a tendência dos indivíduos for de se agrupar (reprodução, migração); c) Uniforme: quando houver uma repulsão entre estes indivíduos (processo de territorialismo). UNIFORME ALEATÓRIA AGREGADA FIGURA – Distribuição espacial das populações de organismos. 3.1.1. Índice de agregação Para melhor análise da distribuição espacial de indivíduos sésseis, foi desenvolvido um índice que mede o grau de agregação da distribuição espacial de uma população (Índice de agregação – Ia) que pode ser estimado por dois métodos: o das subregiões e das distâncias. 17 3.1.1.1. Método das sub-regiões Este método consiste em determinar o número de indivíduos existentes em n subregiões, com disposição ao acaso, na região onde a população vive. D S Ia 2 onde: Ia = índice de agregação; S² = variância de Di; D = média de Di; i = 1, 2, ..., n. Se: Ia = 1 Distribuição aleatória; Ia > 1 Distribuição agregada; Ia < 1 Distribuição uniforme. Segundo o teste de hipótese de Thomas (1951) temos: H0 Ia = 1 H’ Ia < 1 ou Ia > 1, onde D DDi X ˆ ˆ 2 2 esperado esperadoobtido X 2 2 onde: Dˆ = estimativa da densidade média ( D ) e n-1 = grau de liberdade Para: 222 cb XXX Ia = 1 22 bXX Ia < 1 22 cXX Ia > 1 Exemplo: Suponhamos que 10 subregiões tenham sido demarcadas na área onde uma determinada população vive. A análise dessas subáreas resultaram nos seguintes números de indivíduos: 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 2, 2, 3. 18 Di Fr (Di-Dm) (Di-Dm)² Fr*(Di-Dm)² 0 4 -1 1 4 1 3 0 0 0 2 2 1 1 2 3 1 2 4 4 Soma 10 1 10 10 º º subregiõesn indivíduosn D 11,1 9 10 1 * 2 2 n DDiFr S Com este resultados poderíamos dizer que é uma distribuição agregada, mas fazemos o teste de hipótese de Thomas: 10 1 13 1 1 12 2 1 11 3 1 10 4 2222 2 X Para encontrar os valores de X² de b e c, procuramos na tabela em função do grau de liberdade (n-1) no caso é 9: 92,16 32,3 2 2 c b X X Então, 222 cb XXX , sendo assim, Ia = 1 e a distribuição é aleatória. 3.1.1.2. Método das distâncias Consiste em determinar as distâncias (di) existentes entre os indivíduos de uma população ou entre os indivíduos e pontos de referência. Desta maneira o índice de agregação é determinado pela seguinte equação: DdIa 2 onde: di = distâncias entre os vizinhos mais próximos; d = média de di D =densidade média da população. 19 Se: Ia = 1 Distribuição aleatória; Ia < 1 Distribuição agregada; Ia > 1 Distribuição uniforme. Teste de hipótese de Clarck e Evans (1994): H0 Ia = 1 H’ Ia < 1 ou Ia > 1 S idd Z ˆ ˆˆ Z = variável com distribuição normal reduzida; D id 2 1ˆ onde: idˆ = estimativa da distância média esperada para a distribuição aleatória Dn S 26136,0ˆ cZZ Ia = 1 cZZ Ia ≠ 1 Exemplo 1: Suponhamos que em 1 cm² da região em que uma determinada população vive, encontramos 9 indivíduos, sendo que as distâncias entre cada indivíduo e seu vizinho mais próximo são as seguintes: di (cm) Fr 0,05 4 0,10 2 0,15 2 0,20 1 9 1 9º área indivíduosn D ind/cm² 20 agregadaIa Ia Ia DdIa 60,0 310,02 910,02 2 Fazemos o teste de hipótese de Clarck e Evans: 17,0 6 1 92 1 2 1ˆ D id cm 029,0 9 26136,0 99 26136,0ˆ S 41,2 029,0 17,010,0 ˆ ˆˆ S idd Z Como, Zc = 1,96 Z > Zc Ia < 1 (agregada). Quando os indivíduos de diferentes classes (etárias, etc.) de uma população não estiverem homogeneamente distribuídos entre si, é denominada de distribuição estratificada. Exemplo 2: Área de 1 m². di (m) Fr 0,04 4 0,08 1 0,09 1 0,10 1 0,11 1 0,15 1 9 1 9º área indivíduosn D m² 21 agregadaIa Ia Ia DdIa 462,0 3077,02 9077,02 2 Fazemos o teste de hipótese de Clarck e Evans: 17,0 6 1 92 1 2 1ˆ D id 029,0 9 26136,0 99 26136,0ˆ S 21,3 029,0 17,0077,0 ˆ ˆˆ S idd Z Como, Zc = 1,96 Z > Zc Ia < 1 (agregada). Exemplo 3: Área de 1 m². di (m) Fr 0,11 2 0,14 3 0,13 2 0,21 1 8 1 8º área indivíduosn D m² agregadaIa Ia Ia DdIa 7778,0 8284,21375,02 81375,02 2 22 Fazemos o teste de hipótese de Clarck e Evans: 1768,0 6568,5 1 82 1 2 1ˆ D id 0327,0 8 26136,0 88 26136,0ˆ S 2018,1 0327,0 1768,01375,0 ˆ ˆˆ S idd Z Como, Zc = 1,96 Z < Zc Ia = 1 (aleatória). 3.2. Populações móveis Quando se lida com populações móveis, como é o caso da maioria dos peixes e crustáceos, cujos indivíduos encontram-se em constante movimento é necessário determinar- se o posicionamento relativo dos indivíduos em diferentes épocas do ano, o tipo de movimento executado e os fatores responsáveis por esse comportamento migratório e consequente distribuição espacial. Se considerarmos um ambiente qualquer, verificamos que os indivíduos se movimentam independentemente uns dos outros, ocorrendo uma dispersão gradual em várias direções, se não houvesse uma tendência direcional de dispersão, a resultante do deslocamento desse grupo seria igual a zero. Esta situação somente ocorreria em ambientes com condições totalmente uniformes, o que determinaria por sua vez uma distribuição populacional também uniforme. O movimento de um grupo de indivíduos é o resultado de duas tendências: a) Direcional ou grupal: Representa a taxa média de movimento de todo o grupo numa dada direção; b) Aleatória ou individual: Mede a dispersão dos indivíduos do grupo em torno de um eixo centra imaginário de movimento direcional. 23 Em função dos fatores ambientais não existe dispersão totalmente aleatória, de modo que sempre haverá uma componente direcional, geralmente relacionada com as funções de alimentação e reprodução. Os tipos predominantes de distribuição destes organismos são aleatória ou agregada. 3.2.1. Distribuição aleatória Decorrente da dispersão em sentidos diversos, relacionada principalmente com a função de alimentação, isto é, os indivíduos realizam constantes mudanças de rumo, sem uma direção definida. 3.2.2. Distribuição agregada Decorrente de uma dispersão unidirecional, em que os indivíduos se movimentam com maior frequencia num certo sentido, condicionada à necessidade de atingir rapidamente uma determinada área, nesse caso locais de desova. 3.3. Conceito da teoria vetorial Os vetores são utilizados para estudar fenômenos físicos, como força e velocidade, nos quais tanto a magnitude como o direcionamento são importantes, tendo notação v (x, y), onde x e y são as componentes vetoriais. Podem ser representadas por coordenadas polares através de r (magnitude) e θ (ângulo de direção), em substituição às coordenadas retangulares. Enquanto dois pontos não podem ser adicionados, a soma de dois vetores é possível. Se duas forças agem sobre o mesmo ponto, o efeito pode ser descrito como a ação de uma única força que é chamada de resultante, ou vetor-soma das forças originais. 24 P2 P1 P 0 θ V1 V2 FIGURA – Diagrama de um vetor decomposto e suas componentes ortogonais. Considerando o ponto de liberação de um certo número de indivíduos marcados como a origem de um sistema de coordenadas cartesianas, em que o eixo x corresponde a um paralelo (longitude: Leste-Oeste) e o eixo dos y, a um, meridiano (latitude: Norte-Sul), cada ponto ocupado por um indivíduo em movimento, em relação à posição de origem, pode ser tomado como a extremidade de um vetor OP . Calculando-se a distância (r) das posições ocupadas pelos indivíduos em relação à posição de marcação e o ângulo de direção (θ) com o eixo y, determina-se o vetor soma de todos os pontos de recaptura na área de estudo, e seu respectivo ângulo de direção resultante (ψ) em diferentes intervalos de tempo. Esta análise é denominada de determinação dos parâmetros de dispersão. Exemplo 1: R1 = 50 milhas θ1 = 45º t1 = 218 dias R2 = 40 milhas θ2 = 210º t2 = 185 dias y2 0 E S N W x2 x1 y1 FIGURA – Dados relativos aos vetores de dispersão de dois indivíduos em um sistema cartesiano. 25 A soma dos vetores 1r e 2r será igual à soma algébrica das componentes x1 e x2 e y1 e y2, que tem a seguinte resolução: x1 = r1 sen θ1 = 50×sen 45 = 50×0,707 = 35,35 milhas y1 = r1 cos θ1 = 50×cos 45 = 50×0,707 = 35,35 milhas x2 = r2 sen θ2 = 40×sen 210 = 40×(-0,500) = -20,0 milhas y2 = r2 cos θ2 = 40×cos 210 = 40×(-0,866) = -34,64 milhas Para o total de pontos de recaptura temos: ∑x = x1+x2 = r1 sen θ1+r2 sen θ2 = 15,35 milhas ∑y = y1+y2 = r1 cos θ1+r2 cos θ2 = 0,71 milhas O vetor-soma é dado pela fórmula: 22 cos rrsenr 37,15r milhas 3.4. Estimativa dos parâmetros de dispersão Os estudos do tipo de movimentação e distribuição populacional tem como material os dados de experimentos de marcação: a) Posição de marcação dos indivíduos: considerada como a origem do sistema de coordenadas cartesianas; b) Data da marcação; c) Distâncias dos pontos de recaptura à posição de origem; d) Tempo decorrido entre as datas de marcação e recaptura dos indivíduos. Os seguintes parâmetros de dispersão podem ser calculados: coeficiente de dispersão direcional e aleatório, ângulo médio de dispersão, centro de densidade e limite de confiança da distribuição espacial. A distância média de dispersão do grupo é representada pelo vetor- soma ( r ). 26 3.4.1. Coeficiente de dispersão direcional (V) Estima a velocidade média com que os indivíduos se dispersam, é dada pela divisãoda distância média de dispersão do grupo pelo total de intervalos de tempo em que todos os indivíduos estiveram em movimento. t rrsen t r V 22 cos 038,0 403 37,15 185218 37,15 V milhas/dia 3.4.2. Coeficiente de dispersão aleatória (a 2 ) Mede a variação do movimento em torno do eixo médio de dispersão direcional, tendo como unidade milha 2 /dia, por depender tanto da velocidade de deslocamento do indivíduo como da distância média percorrida entre cada mudança de direção: t rrsen t r n a 22 2 2 cos1 n = número de recapturas. 765,9 185218 24,236 185 40 218 50 2 1 222 a milhas²/dia As melhores estimativas de a 2 são obtidas a partir de experimentos em que há pequena dispersão direcional, uma vez que grandes distâncias percorridas por alguns indivíduos tendem a sobreestimar seu valor. As recapturas nos primeiros cinco dias após a liberação devem ser desconsideradas, por problemas de vício no cálculo das distâncias percorridas. 27 3.4.3. Ângulo médio de dispersão (ψ) É aquele formado pelo vetor-soma com o eixo dos y. cosr rsen tg '20º87 cos r rsen arctg 3.4.4. Centro de densidade (CD) Representa a média da distribuição espacial de um grupo de indivíduos, num determinado período de tempo. A posição do centro de densidade estará sempre mais próximo da origem quanto maior for a tendência de dispersão aleatória, sendo definida pelo vetor-soma médio ( r /n) e pelo ângulo médio de dispersão (ψ). tVCD 67,7 2 218185 038,0 CD milhas 3.4.5. Limite de confiança (R) O limite de confiança da distribuição espacial é dado pelo raio de um círculo traçado em torno de um centro de densidade, considerando-se a probabilidade P de 95% dos indivíduos em movimento ficarem circunscritos ao mesmo, durante um intervalo médio de tempo (t). 28 miR R taR taR taR ta R ta R ta R e e e eP ta R ta R ta R ta R tR 77,76 2 218185 765,97306,1 7306,1 995,2 995,2 995,2 995,2 05,0ln ln05,0 195,0 195,0 1 2 2 22 2 2 2 2 2 2 , 2 2 2 2 2 2 2 2 3.4.6. Forma elíptica A forma mais provável da distribuição dos organismos em movimento é elíptica, variando entre dois extremos: a) Uma linha reta: resultante da predominância de uma dispersão direcional pura; b) Um círculo: resultante da predominância absoluta da dispersão aleatória. Deste modo, ao invés de representar a área da região de confiança dos centros de densidade como um círculo, deve-se utilizar a elipse, através da equação: x²/s²x – 2xyr/sxsy + y²/s²y + 2k (1-r²) = 0 onde: x = componente no eixo dos x; y = componente no eixo dos y; sx = desvio padrão dos valores de x; sy = desvio padrão dos valores de y; 29 k = constante; r = coeficiente de correlação. Levando-se em consideração que a elipse deve tocar as linhas retas de x = +/- 2sx e y = +/- 2sy, temos: x²/s²x – 2xyr/sxsy + y²/s²y + 4 (1-r²) = 0 3.5. Aplicação prática A variação verificada em V e a 2 em diferentes épocas do ano refletem a predominância de uma tendência de dispersão sobre a outra e decorre do tipo de movimento predominante executado pelo grupo de indivíduos. Sabendo-se que V = nd (sendo n o número de movimentos individuais por unidade de tempo) e a 2 = Vd = nd 2 portanto, d = a 2 /V. O valor de d parece ser independente da densidade populacional, mas varia entre as estações do ano refletindo a predominância de uma das duas tendências de dispersão. 3.5.1. Ciclo vital Dependendo da época do ano e da fase do ciclo vital pode-se avaliar o tipo de distribuição dos indivíduos. a) Recrutamento espacial: Ocorre a integração dos indivíduos jovens, que habitam águas rasas, ao estoque adulto, nas águas profundas, (dispersão da classe etária) dispersão aleatória com componente direcional perpendicular; b) Reprodução: Os indivíduos saem das áreas de alimentação para as de desova, executam dispersão direcional, com pequena tendência aleatória e distribuição agregada; c) Alimentação: Podem ocorrer duas situações: 1) as áreas de alimentação e de desova são separadas – ocorre dispersão direcional no retorno para as áreas de alimentação e depois aleatória; 2) as áreas de alimentação e desova coincidem – logo após a desova, apresentam dispersão aleatória. 30 3.5.2. Orientação à pesca O estudo dos parâmetros de dispersão permitem definir a rota migratória e os locais de concentração das espécies nas diferentes épocas do ano, permitindo um aumento na eficiência dos barcos pesqueiros, visando um aumento da produção e diminuição do esforço e custos. 44.. DDIINNÂÂMMIICCAA DDAA NNUUTTRRIIÇÇÃÃOO A alimentação tem por finalidade obter energia e acrescentar elementos necessários para a reposição e crescimento dos tecidos do organismo, a partir de substâncias denominadas de alimento. 4.1. Anatomia do trato digestório O trato digestório é composto das seguintes estruturas: a) boca; b) cavidade oro-branquial; c) dentes; d) rastros; e) esôfago; f) estômago; g) intestino; h) cecos intestinais; i) glândulas anexas. 4.2. Ingestão Corresponde ao processo de tomada de alimentos e sua localização no tubo digestório em condições de iniciar a digestão. 31 4.2.1. Comportamento alimentar A ingestão do alimento propriamente dita depende de alguns fatores como, disponibilidade do alimento, competição, predação e experiência do indivíduo. É antecedida por alguns elementos: a) Apetite: Depende da repleção dos estômago, do ritmo alimentar e de alguns fatores como, níveis baixos de oxigênio dissolvido, temperaturas extremas, excesso de produtos tóxicos inibidores, condição do indivíduo (sadio ou doente); b) Procura: Ato de ir em busca do alimento e é orientada pelos órgão dos sentidos (visão, barbilhões, sílios, linha lateral, olfato, receptores elétricos, ouvido de Weber); c) Localização e captura: Alguns fatores podem interferir, como, por exemplo, a ausência de luz, turbidez, barreiras, dependendo também dos sentidos, tato, olfato, percepção de impulsos elétricos, etc.; d) Manipulação do alimento (manipulação oro-branquial): É realizada com o auxílio dos dentes, língua e rastros branquiais, ocorre na cavidade oro-branquial. É importante quando a presa tem espinhos, há necessidade de inferir pouca água; e) Saciação: É a diminuição ou perda completa do apetite, pode ser medida pela repleção do estômago, pode ser influenciada pela temperatura, o período de saciação depende do hábito alimentar de cada espécie (carnívoros – 1 a 3 horas, herbívoros – 8 a 14 horas, detritívoros – 12 a 24 horas, filtradores – 24 horas); f) Conversão alimentar: É a conversão do alimento em massa corporal. Normalmente as espécies adotam a estratégia de forragem ótima, onde os indivíduos ingerem alimentos que proporcionam maior conversão alimentar aeles. A energia consumida para capturar o alimento deve ser compensada pela ingestão. 4.2.2. Seletividade É um comportamento que determina a escolha do alimento mais apropriado às necessidades dos indivíduos. Podem existir três tipos de seletividade: a) Por palatabilidade: permite determinar se o alimento deve ou não ser ingerido, depende muito da sensibilidade do indivíduo; b) Por tamanho: existe um tamanho máximo de presa em relação ao tamanho da boca do predador; 32 c) Qualitativa: Consiste na procura do alimento mais apropriado ao potencial digestivo e à conversão alimentar do predador. A seletividade qualitativa pode ser calculada através de um índice chamado eletividade: Piri Piri E onde: ri = porcentagem de cada item no conteúdo estomacal; Pi = porcentagem de cada item no meio ambiente. Os resultados têm limites de -1 a +1, apresentando eletividade positiva quando o resultado é maior que zero, ausência de eletividade quando o valor for igual a zero e eletividade negativa quando o valor é negativo. 4.2.3. Regime alimentar Refere-se à natureza do alimento preferido ou mais usado pelos indivíduos. a) Alimentação de larvas: As larvas geralmente apresentam pequeno tamanho, pouca habilidade natatória, aparelho digestório rudimentar e necessitam de uma fonte própria de alimento. Existem quatro formas de absorção de alimento pelas larvas: 1) Endógena: vitelo, placenta e secreções, consumida até a abertura da boca e do ânus e da pigmentação dos olhos; 2) Exógena: por ingestão oral de alimentos externos; 3) Mista: efetuada entre endógena e exógena, na fase de transição de uma alimentação para outra; 4) Absorção: de secreções que podem ser maternas ou do próprio ambiente pela decomposição de matérias. b) Planctófagos: Alimentam-se de plâncton. Podem ser de três tipos: 1) Seletores: selecionam determinadas partículas, comem só rotíferos, zooplanctônicos; 2) Filtradores passivos: nadam com a boca aberta; 3) Filtradores ativos ou bombeadores. c) Herbívoros: Se alimentam de vegetais vivos, podem ser vegetais superiores, macro e microalgas e fito. 33 d) Carnívoros: Alimentam-se de animais vivos (insetívoros – insetos, ictiófagos – peixes, carcinófagos – crustáceos). e) Onívoros: Alimentam-se de animal e vegetal vivo em partes bastante equilibradas. f) Detritívoros: Alimentam-se de matéria orgânica de origem animal em putrefação e/ou matéria vegetal em fermentação. g) Iliófagos: Ingerem substrato formado por lodo ou areia, que por si só não representam nenhum tipo de alimento, que podem ser animal, vegetal ou detrito que se acumula em cima de plantas, fundo, principalmente perifíton. 4.2.4. Mudanças na dieta Podem ser origem ontogenética, espacial e/ou estacional: a) Ontogenética: Devido a diferenças entre larvas e adultos, a principal mudança é com relação ao tamanho dos alimentos tomados, que também pode estar acompanhada da mudança na qualidade do alimento; b) Ontogenética espacial: Ocorre quando jovens e adultos ocupam diferentes regiões; c) Espacial: Apresentam dietas diferentes para áreas distantes; d) Estacional: Em consequência da disponibilidade de alimento e são mais comuns em altas latitudes, sendo onívoras no verão e na primavera e carnívora no outono e inverno. 4.2.5. Quociente intestinal É o resultado da divisão entre o comprimento do intestino e o comprimento padrão do peixe, sendo utilizado para relacionar o comprimento relativo do intestino com a dieta. São observadas as seguintes tendências: a) Maior quociente intestinal nas espécies que se alimentam de algas e detritos; b) Menor quociente intestinal nas espécies carnívoras. 4.3. Digestão É um processo físico-químico de fragmentação de alimento durante seu percurso pelo tubo digestório. A digestão depende da anatomia do trato digestório, das enzimas 34 digestivas e da secreção de ácido clorídrico, assim como o volume e digestibilidade dos alimentos consumidos, também influenciada por fatores externos. O pH favorável para a digestão estomacal de proteínas é de 2,0 a 4,0 e para os herbívoros o pH favorável é de 6,0 a 8,0. A atividade de digestão manifesta-se por um aumento no metabolismo: nos homeotérmicos ocorre um aumento na temperatura corporal, e nos pecilotérmicos, ocorre um aumento na taxa de consumo de oxigênio. 4.3.1. Digestibilidade É a resistência à digestão dos diversos tipos de alimento em relação à potencialidade dos sucos digestivos e à ação mecânica do aparelho digestivo de cada espécie ou indivíduo. Os alimentos apresentam diferentes velocidades de digestão. 4.3.2. Duração da digestão O tempo de passagem do alimento pelo estômago é representado pelo “Tempo de Evacuação Gástrica” (TEG) e depende da qualidade e quantidade dos alimentos associado à temperatura. Outra medida de velocidade da digestão é a “Taxa de Digestão Gástrica” (TDG) ou “Taxa de Evacuação Gástrica” que é a porcentagem de alimento digerido e evacuado em determinado espaço de tempo em relação ao volume inicial. O tempo necessário para digerir o alimento é influenciado por vários fatores: a) Tamanho do peixe e do bolo alimentar; b) Fase inicial estacionária e retardamento na fase final; c) Digestibilidade das presas; d) Diversidade de alimentos; e) Conteúdo energético do alimento; f) Frequência da ingestão; g) Períodos de inanição; h) Velocidade de natação; i) Influência da temperatura da água. 35 4.4. Descanso Na maioria das espécies, o ritmo alimentar conta com um período de descanso, no qual o estômago permanece vazio e com o pH neutro. Em épocas de abundância ou escassez de alimento, este período pode se modificar. 4.5. Cronologia alimentar Procura identificar as sequências rítmicas previsíveis para as fases de ingestão, digestão e descanso, nos diferentes ciclos geofísicos. 4.5.1. Ciclo É a repetição de eventos ao longo de períodos de tempo iguais, de tal forma que se tornam previsíveis, podendo ser: a) Ciclo diário: caracterizado pela presença de luz solar durante o dia e ausência total ou parcial durante a noite; b) Ciclo lunar: caracterizado pela sua influência na formação das marés e por iluminar períodos noturnos; c) Ciclo anual: caracterizado pelas variações de temperatura e fotoperíodo ao longo das estações do ano. 4.5.2. Ritmo Refere-se ao comportamento alimentar ao longo do ciclo, o qual é característico de cada espécie, população ou indivíduo recebe sua denominação de acordo com o período do ciclo alimentar. a) Ciclo diário: ritmos diurnos, noturnos, diuturnos (come nos dois períodos), crepusculares (matutino e vespertino); b) Ciclo lunar: ritmos de marés baixa e alta; c) Ciclo anual: ritmos estacionais (inverno, outono, primavera e verão). 36 4.6. Métodos clássicos de quantificação do alimento A análise quantitativa do conteúdo estomacal pode ser feita através de três tipos de métodos: frequência numérica, de ocorrência, volumétricos e gravimétricos. 4.6.1. Frequência numérica Conta os indivíduos ou itens, permitindo estimativas sobre a seletividade ou disponibilidade das espécies usadas como presas. Podem ser representados como: a) Número de itens no estômago; b) Número médio de itens por estômago; c) Percentagem sobre o total de estômagos; d) Porcentagem de determinado item em relação ao total de itens. Apresenta a desvantagem de não ser possível contar o que não pode ser identificado. Vale somente para presas ingeridas inteiras ou que apresentampartes que permitam identificar unidades biológicas. 4.6.2. Frequência de ocorrência Assinala a presença e, consequentemente ausência, de espécies ou itens encontrados nos estômagos, permitindo informações quali e quantitativas sobre a dieta do predador. Podem ser representados como: a) Itens por estômago; b) Percentagem sobre o total d estômagos. A desvantagem deste método é que geralmente não é possível identificar todas as presas. 4.6.3. Método volumétrico e gravimétrico Apresenta o volume ou peso, total ou parcial do conteúdo estomacal, permitindo estimar a quantidade de alimento com que participa cada item. Pode ser representado por: a) Peso ou volume total por estômago (predador); b) Peso ou volume médio pelo total de estômagos (predador); 37 c) Peso ou volume de cada item por estômago (presas); d) Peso ou volume de cada item pelo total de estômagos (presas). A desvantagem deste método é que o volume ou peso encontrados correspondem ao alimento em um determinado estágio de digestão ou à soma de vários alimentos em diferentes estágios de digestão. Geralmente só tem valor quando correlacionado à cronologia alimentar. 4.6.4. Método dos pontos Estima subjetivamente os volumes dos conteúdos estomacais, os quais são agrupados e recebem um valor mais simples (ponto), e podem ser: a) estimativa visual de porcentagem de volume ou peso com que participa cada item alimentar. A desvantagem é que geralmente refere-se ao volume de um instante e sem levar em conta o estágio de digestão dos diversos itens alimentares; b) estimativa visual do grau de repleção estomacal (cheio, parcialmente cheio, parcialmente vazio e vazio). A desvantagem é que o problema da subjetividade na estimativa do grau de repleção reside em que geralmente a apreciação visual está mais dirigida ao diâmetro do estômago. 55.. DDIINNÂÂMMIICCAA DDAA RREEPPRROODDUUÇÇÃÃOO Reprodução é o processo pelo qual uma espécie se perpetua, transmitindo a seus descendentes as mudanças ocorridas em seu genoma. Estratégia reprodutiva é o conjunto de características que uma espécie deverá manifestar para ter sucesso na reprodução, de modo a garantir o equilíbrio da população. 5.1. Estádios de maturação gonadal 5.1.1. Estádio A – imaturo ou virgem • Apresenta ovários muito pequenos, menos de 1/3 da cavidade celomática; • Filamentosos, translúcidos; • Sem vascularização; 38 • Sem ovócitos a olho nu; • Gônadas não atingem o poro genital; • Ligados por oviduto. 5.1.2. Estádio B – em maturação • Ovários maiores, cerca de 1/3 a 2/3 da cavidade celomática; • Intensamente vascularizados; • Aproxima-se do poro genital; • Ovócitos opacos visíveis a olho nu. Em maturação inicial apresenta ovócitos II (reserva) e III (vitelogênese lipídica) e em maturação final apresenta ovócitos IV (vitelogênese lipídica e protéica) e V (vitelogênese completa). 5.1.3. Estádio C – maduro • Os ovários apresentam-se turbidos, preenchendo de 2/3 a toda a cavidade celomática; • Grande número de ovócitos visíveis; • Opacos e translúcidos; • Podem ocupar os ovidutos; • Vascularização reduzida. Em peixes de água doce é a fase máxima de desenvolvimento, para peixes marinhos há a ocorrência de ovócitos na fase VI, onde irá ocorrer grande hidratação. Pode ser dividido em maduro inicial e maduro final. Peixes de desova parcial que já desovaram um pouco chamamos de semi-esgotados. 5.1.4. Estádio D – esvaziado (em recuperação) • Ovários flácidos, membranas distendidas; • Tamanho grande, mas não volumosos; • Ocupa menos da metade da cavidade celomática; • Poucos ovócitos em absorção, grupos esbranquiçados; 39 • Presença de zonas hemorrágicas. 5.1.5. Estádio E – repouso • Tamanho reduzido, cerca de 1/3 da cavidade celomática; • Maiores que os imaturos; • Translúcidos, com fraca vascularização; • Sem ovócitos a olho nu. Para espécies de desova total: A B C D E Para espécies de desova parcelada: A B C D E *Aparecem ovários com desenvolvimento intermediário entre B e D, com regiões hemorrágicas. 5.2. Proporção sexual Varia ao longo do ciclo de vida em função de eventos sucessivos, que atuam de modo distinto sobre os indivíduos de cada sexo, como mortalidade (pode predominar em um sexo) e crescimento (predomínio de fêmeas em comprimentos maiores). É importante para a caracterização da estrutura de uma espécie ou população e avaliação do potencial reprodutivo e estimativas de tamanho do estoque. A duração do estudo deve ser de doze meses, por três aspectos: a) A estrutura da população ou espécie para o período como um todo; b) Variação temporal da proporção entre fêmeas e machos; c) Variação da proporção sexual por classe de comprimento. Os dados necessários são: a) Datas das coletas; 40 b) Comprimento dos indivíduos; c) Sexo de cada indivíduo. É necessário calcular a porcentagem de machos e fêmeas presentes na amostra: a) Para o período todo; b) Por mês; c) Por classe de comprimento; d) Aplica-se o X² para identificar as diferenças significativas entre as proporções. Pode-se usar da porcentagem de ocorrência ou número absoluto de indivíduos de cada sexo. esperado esperadoobtido X 2 2 2 Exemplo 1: Pelos meses do ano. Meses Fêmeas Machos Total Esperado X² Jan 36 51 87 43,5 2,5862 Mar 49 48 97 48,5 0,0103 Mai 25 42 67 33,5 4,3134 Jul 28 39 67 33,5 1,8060 Set 29 35 64 32 0,5625 Nov 33 40 73 36,5 0,6712 Total 200 255 455 227,5 6,6484 O grau de liberdade (n-1) é 1, onde n é o número de sexos, de modo que o 2 cX é 3,84, onde valores de X² maiores que 3,84 são considerados significativos. Neste caso, a proporção sexual do mês de maio e do período total apresentaram diferenças significativas. Representando graficamente a variação anual da proporção sexual: 41 0 10 20 30 40 50 60 70 Jan Mar Mai Jul Set Nov % d os in di ví du os Meses Variação anual da proporção sexual % de fêmeas % de machos Exemplo 2: Por classes de comprimento. Menor indivíduo com 1,0 cm e maior indivíduo com 45,0 cm. Dividimos então em onze classes em intervalos de 4,0 cm cada. Classes de comprimento Fêmeas Machos Total Esperado X² 1,0 - 5,0 20 150 170 85 99,4118 5,0 - 9,0 150 192 342 171 5,1579 9,0 - 13,0 161 120 281 140,5 5,9822 13,0 - 17,0 135 100 235 117,5 5,2128 17,0 - 21,0 36 41 77 38,5 0,3247 21,0 - 25,0 49 90 139 69,5 12,0935 25,0 - 29,0 95 36 131 65,5 26,5725 29,0 - 33,0 92 80 172 86 0,8372 33,0 - 37,0 76 150 226 113 24,2301 37,0 - 41,0 85 120 205 102,5 5,9756 41,0 - 45,0 120 200 320 160 20,0000 Total 1019 1279 2298 1149 29,4169 Representação gráfica: 0 50 100 150 200 250 3 7 11 15 19 23 27 31 35 39 43 Nº d e in di ví du os Classe de comprimento (cm) Proporção sexual/classe de comprimento Fêmeas Machos 42 5.3. Comprimento médio de primeira maturação L50 é o comprimento no qual 50% dos indivíduos apresentam gônadas em desenvolvimento, ou seja, iniciaram o ciclo reprodutivo. L100 é o comprimento em que todos os indivíduos estão aptos a reproduzirem. A importância deste tipo de estudo é relativa à administração racional dos estoques, com a determinação de tamanhos mínimos de captura, do tamanho das malhas das redes. Para tanto, são necessários alguns dados: a) comprimento; b) sexo; c) estádio de maturidade de cada indivíduo; d) grupados em um únicoconjunto; e) análise dos sexos separados; f) separar em dois grupos: 1) Jovens – gônadas no estádio A; 2) Adultos – gônadas nos demais estádios. Existem dois métodos, o da extrapolação gráfica e o da Ogiva de Galton. Para o método da extrapolação gráfica devem ser seguidas as seguintes etapas (para machos e fêmeas separadamente): 1) Verificar a amplitude de variância de comprimento; 2) Deve ter de doze a vinte classes de comprimento; 3) Obter para cada classe a porcentagem dos indivíduos jovens e adultos e transformar em porcentagem dentro das classes; 4) Lançar em um gráfico a frequência de adultos por classe; 5) Ajustar os pontos a uma curva sigmoidal; 6) Do ponto correspondente a 50% na ordenada, traça-se uma paralela à abscissa até que esta intercepte a curva, deste ponto baixa-se uma paralela à ordenada, o ponto de encontro com a abscissa corresponde ao L50. Se os valores para machos e fêmeas forem semelhantes procede-se a análise para sexos grupados. O mesmo ocorre para o L100. 43 Exemplo 1: Classe de comprimento Jovens Adultos Total % adultos 1,0 - 5,0 150 0 150 0,00 5,0 - 9,0 130 5 135 3,70 9,0 - 13,0 120 10 130 7,69 13,0 - 17,0 90 25 115 21,74 17,0 - 21,0 110 60 170 35,29 21,0 - 25,0 95 130 225 57,78 25,0 - 29,0 45 120 165 72,73 29,0 - 33,0 35 110 145 75,86 33,0 - 37,0 25 100 125 80,00 37,0 - 41,0 5 90 95 94,74 41,0 - 45,0 0 85 85 100,00 Representando graficamente: 0 25 50 75 100 3 7 11 15 19 23 27 31 35 39 43 % d e a du lto s Classes de comprimento (cm) % de adultos/classe L50 L100 O método da Ogiva de Galton estima matematicamente o L50 ou L100. Utilizamos a seguinte equação: Axbey 1 Axbey 1 ln1 Axbey Axby1ln ln1ln Axby bxAy lnln1lnln 44 Exemplo 2: Através da Ogiva de Galton X Y Classe de comp. Lt (cm) Jovens Adultos Total Prop. Adultos (P) ln(Lt) ln(-ln(1-P)) 1,0 - 5,0 3 150 0 150 0,0000 1,0986 - 5,0 - 9,0 7 130 5 135 0,0370 1,9459 -3,2770 9,0 - 13,0 11 120 10 130 0,0769 2,3979 -2,5252 13,0 - 17,0 15 90 25 115 0,2174 2,7081 -1,4060 17,0 - 21,0 19 110 60 170 0,3529 2,9444 -0,8317 21,0 - 25,0 23 95 130 225 0,5778 3,1355 -0,1482 25,0 - 29,0 27 45 120 165 0,7273 3,2958 0,2618 29,0 - 33,0 31 35 110 145 0,7586 3,4340 0,3516 33,0 - 37,0 35 25 100 125 0,8000 3,5553 0,4759 37,0 - 41,0 39 5 90 95 0,9474 3,6636 1,0799 41,0 - 45,0 43 0 85 85 1,0000 3,7612 - L 50 L1 00 Fazendo a regressão linear encontramos os seguintes valores de a, b e r: a = -8,382 b = 2,563 r² = 0,985 r = 0,992 Para resolver utilizamos P como sendo 0,50 para o L50 e 0,99 para o L100. b A eL ln50,01lnln 50 Neste caso: 81,22 563,2 382,850,01lnln 50 eL cm Para calcular o L100 fazemos da mesma maneira: 76,47 563,2 382,899,01lnln 100 eL cm 5.4. Período e áreas de reprodução A partir do tamanho de primeira maturação, as variáveis ambientais passam a atuar sobre os indivíduos, de modo que as condições na época de desova sejam favoráveis à sobrevivência e crescimento da prole. 45 As variáveis são denominadas fatores terminais: a) oxigênio dissolvido; b) temperatura; c) fotoperíodo; d) nível fluviométrico; e) duração do dia. O período reprodutivo pode ser determinado de várias maneiras: 1) Estádios de desenvolvimento gonadal (%); 2) Índices gonadais; 3) Fator de condição. 5.4.1. Estádios de desenvolvimento gonadal O período e o local podem ser determinados considerando os diferentes estádios de maturidade. Para tanto necessitamos da coleta de alguns dados: a) Local de desova; b) Data da coleta; c) Estádios de maturidade; d) Ciclo anual. Os dados podem ser manipulados como segue: 1) Distribuição mensal da frequência (n) dos indivíduos com gônadas em cada estádio de maturidade, por sexos; 2) Calcular a frequência relativa (%) mensal dos indivíduos que pode ser de três modos: • Em relação ao número total de indivíduos coletados durante todo o período; • Em relação ao número de indivíduos coletados em cada estádio de maturidade; • Em relação ao número de indivíduos coletados por mês; 3) Os resultados obtidos devem ser lançados em um gráfico onde no eixo dos “x” temos os meses ou locais e no eixo dos “y” temos a frequência de reprodutores; 4) A análise dos gráficos permitirá inferências sobre o período reprodutivo, ou seja, de maior porcentagem de indivíduos maduros, seguido pelo maior número de gônadas esvaziadas. 46 Exemplo 1: Período de reprodução através dos estádios de desenvolvimento gonadal. n % n % n % n % Jan 0 0,00 4 4,76 80 95,24 0 0,00 84 Fev 30 20,55 12 8,22 66 45,21 38 26,03 146 Mar 18 14,63 52 42,28 34 27,64 19 15,45 123 Abr 28 28,28 63 63,64 0 0,00 8 8,08 99 Mai 96 68,09 42 29,79 0 0,00 3 2,13 141 Jun 47 88,68 6 11,32 0 0,00 0 0,00 53 Jul 137 97,16 4 2,84 0 0,00 0 0,00 141 Ago 79 78,22 22 21,78 0 0,00 0 0,00 101 Set 38 52,78 34 47,22 0 0,00 0 0,00 72 Out 52 55,32 42 44,68 0 0,00 0 0,00 94 Nov 65 57,02 49 42,98 0 0,00 0 0,00 114 Dez 4 6,45 58 93,55 0 0,00 0 0,00 62 Meses Imaturo Maturação Reprodução Repouso Total Plotamos no gráfico a variação da porcentagem de reprodutores em função dos meses: 0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez % d e r ep ro du to re s Meses Períodos de reprodução Admitimos então o período de maior frequência de reprodutores como sendo o período de reprodução, que para esta espécie é nos meses de janeiro e fevereiro. 5.4.2. Índices gonadais Medem o grau de avanço da maturação gonadal (ovocitária) e o aumento do volume e do peso do ovário. 47 5.4.2.1. Relação gonadossomática (RGS) É um indicador quantitativo do período reprodutivo e contrabalança a subjetividade dos dados de estádios ganadais. Expressa a porcentagem que as gônadas representam do peso total ou do peso do corpo dos indivíduos. A relação pode ser expressa de duas maneiras: 1001 t o W W RGS 1002 c o W W RGS onde: Wo = Peso dos ovários Wt = Peso total Wc = Peso do corpo Para tanto é necessária a tomada dos seguintes dados: a) data da coleta; b) sexo; c) peso total (Wt em gramas); d) peso dos ovários (Wo em gramas); Os dados são manipulados como segue: 1) Calcula-se para cada indivíduo o peso do corpo: Wc = Wt – Wo 2) Calcula-se para cada indivíduo os valores de RGS1 e RGS2; 3) Calcula-se as médias de RGS1 e RGS2 por estádios de maturidade; 4) Calcula-se as médias mensais de RGS1 e RGS2 por estádio de maturidade considerando todos os indivíduos; 5) Calcula-se a diferença entre os valores médios mensais de RGS1 e RGS2 12 RGSRGSRGS Os valores mais elevados de RGS correspondem ao período reprodutivo. 48 Exemplo 1: Meses RGS2 RGS1 ∆RGS Jan 21,48 18,67 2,81 Fev 24,99 19,57 5,42 Mar 21,27 17,35 3,92 Abr 0,30 0,30 0,00 Mai 0,30 0,30 0,00 Jun 0,38 0,38 0,00 Jul 0,40 0,40 0,00 Ago 0,60 0,60 0,00 Set 1,59 1,56 0,03 Out 0,30 0,30 0,00 Nov 0,30 0,30 0,00 Dez 0,30 0,30 0,00 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez ∆R GS Meses Variação anual de ∆RGS Para este casoos meses de fevereiro e março correspondem ao período de reprodução. 5.4.2.2. Índice gonadal (IG) – fator de condição gonadal b t o L W IG onde: Wo = Peso do ovário; Lt = Comprimento total; 49 b = Coeficiente angular da regressão Wt/Lt 1) Estimar os parâmetros da relação Wt/Lt através de b tt LaW onde tt LbaW lnlnln ; 2) Plotar a equação b t o L W IG : a) por indivíduo; b) por mês; c) por região. IMT MAT MAD ESG REP Estádio de maturidade gonadal -0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Ín di ce go na da l 5.5. Fator de condição (K ou Θ) É um indicador quantitativo do grau de higidez ou do bem estar do peixe. 31 t t L W K = Fator de condição de Fulton ou isométrico (não é recomendado, pois poucas espécies tem crescimento isométrico); b t t L W K 2 = Fator de condição alométrico; onde: Wt = Peso total Lt = Comprimento total 50 Ls = Comprimento padrão b = Coeficiente angular da regressão Wt/Lt No fator de condição alométrico podem ser considerados dois modelos: a) Fator de condição total: b t t L W K b) Fator de condição somático: b t c L W K ' onde: Wc = Wt – Wg Wg = Peso da gônada Wt = Peso total Wc = Peso do corpo Podemos calcular ∆K, para saber o período de reprodução: ∆K = K – K’ Dados necessários: 1) data da coleta; 2) comprimento total; 3) peso total; 4) sexo; 5) peso das gônadas. Manipulação dos dados: a) Calcula-se para cada indivíduo o peso do corpo; b) Calcula-se para cada indivíduo os valores de K e K’; c) Calcula-se as médias mensais de K e K’ considerando todos os indivíduos de cada sexo; d) Calcula-se a diferença entre os valores mensais de K e K’ (∆K = IG). Os valores mais elevados de ∆K e IG delimitam o período reprodutivo. 51 Exemplo 1: Meses K K' ∆K Jan 0,717 0,708 0,009 Fev 0,715 0,614 0,101 Mar 0,730 0,605 0,125 Abr 0,775 0,658 0,117 Mai 0,830 0,828 0,002 Jun 0,798 0,792 0,006 Jul 0,737 0,717 0,020 Ago 0,751 0,748 0,003 Set 0,718 0,717 0,001 Out 0,793 0,791 0,002 Nov 0,766 0,758 0,008 Dez 0,757 0,747 0,010 0,000 0,020 0,040 0,060 0,080 0,100 0,120 0,140 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez ∆K Meses Variação anual de ∆K Para este caso o período de reprodução é entre os meses de março e abril. 5.6. Fecundidade É o número de ovócitos que completa seu desenvolvimento sendo eliminado a cada desova, dependendo do volume da cavidade celomática e do tamanho dos ovócitos. Na Europa varia de 250 a 7000 µm (Wooton, 1990) – 134 espécies; No Paraná varia de 427 a 4789 µm (Suzuki, 1992) – 152 espécies. O tamanho dos ovócitos está associado ao comportamento de cada espécie e não ao porte. As espécies com desova total eliminam os ovócitos de uma só vez, já as espécies de desova parcelada eliminam os ovócitos em lotes. É preciso distinguir entre: FL – fecundidade por lote; 52 FPR – fecundidade por período reprodutivo (FL x número de lotes em um período reprodutivo); FPV – fecundidade durante o período de vida (FPR x número de períodos reprodutivos). Em espécies com desova total FL = FPR, em espécies com desova parcelada FPR depende da FL e do número de vezes que uma fêmea desova durante o período reprodutivo. É necessário então estimar: a) o número de ovócitos maduros que serão eliminados; b) tipo de desova e o número de vezes no período reprodutivo; As estimativas de fecundidade exigem analisar: a) a distribuição de freqüências de diâmetros dos ovócitos intra-ovarianos; b) aspectos da anatomia microscópica dos ovários; Pode ser estimada através de três métodos: 1) Volumétrico (Vazzoler, 1981); 2) Gravimétrico (Isaac-Nahum, 1988); 3) Estereométrico (Weidel & Gomes, 1962 e Isaac-Nahum, 1988). A fecundidade relativa (FR) é calculada em relação ao peso ou corpo: b tR LaF e b tR WaF 5.6.1. Método volumétrico Seleciona-se parte das gônadas para verificar se houve liberação dos ovócitos, neste caso o ovário deve ser descartado. Ovários dissociados em solução de GILSON e mantidos em álcool 70%. Procedimentos: 1) coloca-se a massa de ovócitos dissociados em uma proveta e anota-se o volume em suspensão (S). Após 12 a 24 horas de sedimentação lê-se o volume total de ovócitos (V); 2) transfere-se o volume para um recipiente anotando o volume de álcool necessário para fazê-lo e somando ao total; 3) com pipeta de Stempel retira-se uma amostra de volume conhecido; 4) conta-se e mede-se os ovócitos. Através de uma regra de três calcula-se o total de ovócitos: 53 v = s x V/S n = número de ovócitos na amostra; S = volume total da amostra; V = volume dos ovócitos. 5) conhecido o volume (v) e o número de ovócitos contido nele, calcula-se o número total de ovócitos: N = nV/v 6) o número de ovócitos que será eliminado depende dos estudos prévios relativos aos diâmetros: a) diâmetros dos ovócitos dissociados; b) fases ovocitárias em cortes de ovários em diferentes estádios de maturidade; 7) a fecundidade é então calculada: F = NP/100 onde: N = número total de ovócitos; P = frequência (%) de ovócitos que seriam eliminados. 5.6.2. Método gravimétrico Procedimentos: 1) tomar o peso dos ovários fixados em formol 10%; 2) retira-se uma ponta de 0,100 a 0,800 mg e dissocia-se em solução de GILSON; 3) conta-se e mede-se os ovócitos no estéreo microscópio; 4) o cálculo de N é: N = nWg/w onde: N = número de ovócitos no ovário; Wg = peso do ovário; n = número de ovócitos na alíquota; w = peso da alíquota; 6) o número de ovócitos que será eliminado depende dos estudos prévios relativos aos diâmetros: a) diâmetros dos ovócitos dissociados; 54 b) fases ovocitárias em cortes de ovários em diferentes estádios de maturidade; 7) a fecundidade é então calculada: F = NP/100 onde: N = número total de ovócitos; P = frequência (%) de ovócitos que seriam eliminados. 55 CCOONNTTEEÚÚDDOO DDAA 22ªª AAVVAALLIIAAÇÇÃÃOO 66.. TTAAMMAANNHHOO DDEE PPOOPPUULLAAÇÇÃÃOO O tamanho de uma população pode ser estimado através de: a) Potencial reprodutivo (número de ovos); b) Estimativas de mortalidade; c) Estimativas de abundância (relativa e absoluta). 6.1. Abundância relativa O índice mais comumente utilizado é a CPUE (captura por unidade de esforço), os dados são coletados de bancos pesqueiros ou de pesquisas e podem ser expressos em: kg/pescador/dia, kg/nº de covos/dia, kg/dia, kg/100 m de rede/dia. Exemplo: Se um pescador captura 20 peixes/dia na área A e 40 peixes/dia na área B, então B tem duas vezes mais peixes que A. f C CPUE C = captura; f = esforço utilizado. Deve obedecer algumas condições: a) deve ser utilizado o mesmo aparelho de pesca; b) a população deve ter distribuição randômica; c) a vulnerabilidade deve ser a mesma. Se todas as condições são satisfeitas então a CPUE é uma proporção do estoque: NtqCPUE q = coeficiente angular; Nt = tamanho da população no instante t. Sugerindo que a relação seja linear entre CPUE e Nt. 56 6.2. Marcação e recaptura Dentro deste método existem mais dois métodos: 6.2.1. Método de Petersen – Censo único Consiste em determinar otamanho da população (Nt) de um determinado ambiente através da marcação e recaptura em uma única vez. Passos: 1) marcamos um terminado número de indivíduos (Xt) desta população, através de qualquer método; 2) coletamos uma amostra (nt) desta população em período posterior; 3) nesta amostra encontraremos (xt) indivíduos marcados. Supondo que: Nt Xt nt xt portanto xt ntXt Nt Exemplo: 1000 indivíduos marcados (Xt) 100 indivíduos recapturados (nt) 20 indivíduos marcados recapturados (xt). 500 20 1001000 xt ntXt Nt indivíduos Para tanto, devemos estimar um intervalo de confiança, para isso, estimamos o erro padrão: 1000 20 201001001000 3 2 3 2 xt xtntntXt se indivíduos Portanto o tamanho desta população varia de 4000 a 6000 indivíduos. 6.2.2. Método de Schnabel – Censo múltiplo Consiste em determinar o tamanho da população (Nt) de um determinado ambiente através da marcação e recaptura em diversas recapturas. 57 Passos: 1) coletamos uma amostra e marcamos todos os indivíduos (Xi) e depois devolvemos todos ao ambiente; 2) coletamos uma segunda amostra (ni), determinamos o número de indivíduos com marcas (xi), marcamos o restante e devolvemos à população; 3) repetimos a etapa 2 várias vezes, aí teremos: Nt = tamanho da população n instante t; Xi = o número total de indivíduos marcados até a coleta i; ni = o número total de indivíduos na coleta i; xi = o número total de indivíduos recapturados com marca na coleta i. xi Xini Nt Pressupostos: 1) os indivíduos marcados devem distribuir-se aleatoriamente na população; 2) não pode haver recrutamento; 3) não pode haver migração; 4) não pode haver mortalidade induzida pela marcação; 5) os indivíduos devem apresentar a mesma chance de recaptura. Exemplo 1: Coletamos uma amostra de 80 indivíduos marcamos todos eles e os liberamos no ambiente, em um segundo momento coletamos 70 indivíduos, destes 10 apresentavam marcas, após passado um período de tempo, coletamos uma amostra de 90 indivíduos, destes, 20 apresentavam marcas, na quarta semana obtivemos uma amostra de 80 indivíduos em que 40 deles possuíam marcas. De cada amostragem, todos os indivíduos que não apresentavam marcas foram marcados e soltos. Qual o tamanho da população e seu intervalo de confiança? 1º passo: montar a tabela com os dados: Coleta Ni xi Xi Ni*Xi 1 80 0 0 0 2 70 10 80 5600 3 90 20 140 12600 4 80 40 210 16800 Soma 320 70 430 35000 58 Deste modo: 500 70 35000 xi Xini Nt indivíduos Para calcular o intervalo de confiança podemos utilizar o erro padrão: 67,207 70 70320320430 3 2 3 2 xi xininiXi se ind Portanto o tamanho desta população varia de 292,33 a 707,67 indivíduos. Exemplo 2: 1ª amostragem: 280 indivíduos 2ª amostragem: 320 indivíduos, 22 marcados 3ª amostragem: 260 indivíduos, 48 marcados 4ª amostragem: 430 indivíduos, 90 marcados. Coleta Ni xi Xi Ni*Xi 1 280 0 0 0 2 320 22 280 89600 3 260 48 578 150280 4 430 90 790 339700 Soma 1290 160 1648 579580 37,3622 160 579580 xi Xini Nt indivíduos 13,983 160 160129012901648 3 2 3 2 xi xininiXi se Portanto o tamanho desta população varia de 2639,24 a 4605,51 indivíduos. 6.3. Método da amostragem estratificada Quando se pretende elevar o grau de precisão na captura, pode-se concentrar a amostragem em determinadas áreas ou estratos de maior abundância. Obs.: É necessária uma identificação prévia das concentrações do estoque. O estoque pode ser dividido em duas áreas. A = área com 5 e 10 metros de profundidade 59 B = outras áreas Onde: n xi x áreatotal áreaBxáreaAx x ba Onde ax e bx são as médias de cada estrato. x a A Nt 1 22 2 nn xxn S 2stNtN t = 1,96 para amostras maiores que 30 t = 2,45 para amostras menores que 30. 6.4. Método da área varrida Consiste em utilizar arrastos para determinação do tamanho da população. Passos: 1) Uma rede de arrasto de fundo é utilizada para estimar a captura média em determinado número de estações em um estoque; 2) A captura média (C) é estimada por área e multiplicada pela área total do estoque para estimar o tamanho deste estoque. Para o cálculo da área arrastada: Dtvwa onde a = área arrastada; w = largura da rede; tv = velocidade de arrasto; D = duração do arrasto. Como nenhum arrasto é totalmente eficiente a captura em peso (Cw) é menor que o peso real. 60 A proporção de peixes na rede que é retida é chamada de vulnerabilidade (v). Deste modo a biomassa do estoque é: a A v Cw B onde Cw = Peso médio capturado por arrasto; v = Vulnerabilidade dos peixes (entre 0 e 1, normalmente se usa 0,5 ou 1 para métodos mais conservadores); A = Área total a = Área arrastada. Obs.: Vulnerabilidade é a proporção de peixes existentes na área de influência do arrasto que é retida e capturabilidade é a proporção de peixes no estoque que é capturada por uma unidade de esforço. Exemplo: Em um arrasto de fundo, um barco pesqueiro operou durante duas horas, uma rede de arrasto com 1 m de altura e 30 m de largura, a uma velocidade de 25 km/h, como resultado, obteve uma captura de 35 toneladas, considerando que o coeficiente v é de 0,75, qual é o tamanho do estoque? w = 30 m = 0,03 km tv = 25 km/h D = 2 horas 25,1 22503,0 kma a Dtvwa Cw = 35 toneladas v = 0,75 A = 160000 km² a = 1,5 km² 78,4977777 5,1 160000 75,0 35 a A v Cw B toneladas Obs.: Quando a altura da rede é diferente de 1 m, usa-se a área ao invés da largura. 61 6.5. Contagem parcial (densidade) n x x a A n x Nt onde x = número de indivíduos capturados; n = número de sub-regiões; A = área do estoque; a = área de cada uma das sub-regiões. Exemplo: Em um experimento foram contados os seguintes números de indivíduos: 4, 15, 9, 6, 7, 13 e 5. Calcule o tamanho da popualação e o intervalo de confiança. Para uma área de 15600 m², dividida em 156 sub-áreas. t = 2,45. Sub-área x x² 1 4 16 2 15 225 3 9 81 4 6 36 5 7 49 6 13 169 7 5 25 Soma 59 601 43,8 7 59 n x x indivíduos/área a = 15600/156 = 100 m² 1315 100 15600 7 59 a A n x Nt indivíduos 62 Variância da amostra: 29,17 177 596017 1 2 22 2 nn xxn S Desvio padrão: 16,429,172 Ss Erro padrão: 57,1 7 16,4 n s se Então, o intervalo de confiança para a média é: 28,1258,4 45,257,143,8 aIc Ic tsexIc x x x Obs.: Quando n > 30 usa-se t = 1,96 e n < 30 usa-se t = 2,45. Calculamos o intervalo de confiança para a população: 68,191515628,12 48,71415658,4 156 Nt Nt xNt xNt Ic Ic IcIc a A IcIc Sendo ointervalo de confiança para o tamanho da população de 714,48 a 1915,68 indivíduos. 6.6. Método da depleção Consiste em utilizar-se da sobrepesca para determinar o tamanho da população. Pressupostos: 1) curto período de tempo; 2) sobrepesca; 3) sem recrutamento, mortalidade e migração; 63 4) população isolada. tCNNt 0 onde 0N = tamanho do estoque inicial; tC = captura acumulada Exemplo: São capturados 50 peixes/hora, após capturados 3000 peixes, são capturados 30 peixes por hora. 50 peixes/hora → 100% 30 peixes/hora → x x = 60% portanto houve uma redução de 40% do estoque. Se 3000 peixes são 40% do estoque então podemos estimar o tamanho inicial da população. 3000 → 40% N0 → 100% N0 = 7500 indivíduos. Calculamos então o tamanho da população no instante t: tCNNt 0 450030007500 Nt peixes. 0 10 20 30 40 50 60 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Ca pt ur a (p ei xe s/h or a) Tamanho da população (peixes) Depleção do estoque Por definição: tttt CN q CPUE q CPUE NtNtqCPUE 0 64 Então: tt CqNqCPUE 0 (equação da reta) onde q = coeficiente de capturabilidade. Exemplo: a = 0,522 b = -0,0002 Então, q = -b = -(-0,0002)=0,0002 N0 = -(a/b) = -(0,522/-0,0002) = 2610 peixes O coeficiente de capturabilidade q na área de 11,7 km² sugere que o uso de uma linha por hora captura 0,0002% do total do estoque. q = 0,0002x11,7 = 0,0023 por km² Exemplo: y x 1 170,6 60 0,3517 0 30 2 453,8 274 0,6038 60 197 3 513,4 240 0,4675 334 454 4 714,4 244 0,3415 574 696 5 679,1 301 0,4432 818 968,5 6 419,9 151 0,3596 1119 1194,5 7 470,3 127 0,2700 1270 1333,5 8 318,4 90 0,2827 1397 1442 9 136,8 31 0,2266 1487 1502,5 10 177,6 7 0,0394 1518 1521,5 1525 Esforço (linhas/hora) Captura (indivíduos) Captura acumulada Captura ajustadaCPUESemanas a = 0,5239 b = -0,0002 r = -0,7276 (valor negativo representa relação inversa) r² = 0,5294 Para este modelo: 0002,00002,0 bq 5,2619 0002,0 5239,0 0 b a N indivíduos 65 Deste modo obtemos a equação: tt CCPUE 0002,05239,0 6.7. Método visual Método sub-aquático de contagem com a utilização de câmeras de vídeo e fotografias. 6.8. Método acústico Através de ecosondas e sonares usados para estimar a densidade ou tamanho de cardumes. O pulso é liberado de uma sonda que bate no peixe ou solo, o sinal volta e é detectado pelo aparelho, através de um integrador de ecos para estimar a biomassa total. 77.. CCRREESSCCIIMMEENNTTOO Os números atribuem importância excessiva aos organismos pequenos. A biomassa, importância excessiva aos grandes. O fluxo energético fornece um índice mais adequado para se comparar todas e quaisquer populações de um ecossistema. t N = taxa média de mudança no número de organismos em relação ao período de crescimento (taxa de crescimento); tN N = taxa média de mudança no número de organismos por período de tempo por organismo (taxa específica de crescimento); 100 tN N = taxa percentual de crescimento; dt dN = taxa instantânea; Ndt dN = taxa instantânea. 66 a = constante de integração que define a posição da curva em relação à origem. 7.1. Crescimento populacional A curva de crescimento pode ser em forma de J ou de S, de modo que podem ser combinadas ou modificadas. 7.1.1. Curvas em J A densidade aumenta rapidamente em forma exponencial, parando abruptamente quando a resistência ambiental ou outro limite se torna efetivo. Nr dt dN onde, N = tamanho da população; dN = mudança no número de organismos; dt dN = taxa instantânea de crescimento; r = coeficiente instantâneo de crescimento populacional (taxa específica de crescimento – coeficiente angular). Ta m an ho da p op ul aç ão Tempo Curva de crescimento em J t NNt r 0 lnln onde rteNNt 0 Onde: 67 Nt = número de indivíduos no instante t; 0N = número de indivíduos no instante 0; t = tempo. O coeficiente r é a diferença entre a taxa específica de mortalidade (b) e a taxa instantânea de mortalidade (d): dbr 7.1.2. Forma sigmoidal (S) A população aumenta lentamente no início (fase de estabelecimento), depois mais rapidamente, logo a taxa de crescimento vai diminuindo aos poucos Ta m an ho da p op ul aç ão Tempo Curva de crescimento em S Estabelecimento Crescimento rápido Resistência ambiental Equilíbrio Modelo logístico: k Nk Nr dt dN knr tt eNN /1 1 onde k é a assíntota superior da curva (capacidade de suporte). O crescimento exponencial é mais rápido. O crescimento logístico é mais lento. Acredita-se que as populações naturais cresçam de uma forma intermediária. 68 Ta m an ho da p op ul aç ão Tempo Curvas de crescimento Exponencial Logística Intermediária Fraqueza dos modelos: 1) trabalham com populações fechadas; 2) sem entradas; 3) sem saídas; 4) de maneira geral o tamanho da população em um determinado momento é o tamanho inicial mais o recrutamento menos as mortes. a) para a população: ttttt HRNN b) para uma coorte: tttt HiNiNi onde, tN = tamanho da população em um dado tempo; ttN = tamanho da população num intervalo de tempo; t = intervalo de tempo; tR = número de indivíduos recrutados em t ; tH = número de indivíduos mortos em t . 7.2. Crescimento individual em comprimento O desenvolvimento é um processo contínuo de mudanças irreversíveis que ocorre desde o óvulo até a morte do indivíduo. O crescimento é a expressão quantitativa do desenvolvimento. 69 O objetivo do crescimento é determinar a variação do comprimento e peso em função da idade (curva de crescimento) para populações naturais. Em cultivo procura-se determinar a taxa de crescimento sob condições ambientais e alimentares diversas, visando maximizar o ganho em peso com menor custo. É importante determinar-se o crescimento para as diferentes fases do ciclo de vida (ovo, larva, juvenil e adulto), em função das diferentes taxas de crescimento. 7.2.1. Expressão matemática do crescimento Relaciona o comprimento e a idade, pode ser de várias formas, para crescimento em comprimento utiliza-se a equação de Von Bertalanffy (1938): 01 ttkeLLt onde, Lt = comprimento na idade t; L = comprimento teórico máximo; k = coeficiente de crescimento; 0t = idade teórica em tempo zero. Co m pr im en to Tempo Curvas de crescimento individual L∞ Curva Bissetriz Plotando-se o comprimento x idade, temos uma curva convexa cuja inclinação decresce gradualmente. Tendendo para uma assíntota superior paralela ao eixo x corresponde ao L∞. 70 Com prim ento Idade L∞ Tax a de cre scim ento Comprimento L∞ A taxa de crescimento diminui à medida que os indivíduos crescem. Se for plotada contra o comprimento contra o comprimento, o resultado é uma linha reta cortando o eixo x num ponde onde Lt = L∞, além do qual o indivíduodeixa de crescer. Quando L∞ é muito pequeno desprezamos t0, logo: kteLLt 1 ou 01 ttkeLLt Com prim ento Idade L∞ Com prim ento Idade L∞ L0 t0 Para calcular t0: L LL k t 00 ln 1 ou L LL k tt tln 1 0 Considerando duas populações diferentes, temos que: População 1 ≠ População 2 Então: L∞1 ≠ L∞2 k1 ≠ k2 Co m pr im en to Idade Curva de crescimento População 1 População 2 L∞1 > L∞2 k1 < k2 L∞1 L∞2 k1 k2 71 7.2.2. Estimativas dos parâmetros de crescimento Populações naturais: Só é possível obter dados dos indivíduos vulneráveis à pesca. a) nesta fase a taxa de crescimento é mais homogênea; b) é muito difícil determinar a idade dos indivíduos que não são capturados no ambiente natural; Existem quatro métodos para determinação dos parâmetros de crescimento: 1) tabelas de composição de comprimento (frequência de comprimento); 2) leituras de anéis etários; 3) crescimento de indivíduos marcados; 4) crescimento em cativeiro. Determina-se o comprimento médio em instantes regulares, aos quais se possa ajustar uma reta de regressão aos pontos, segundo a relação Fors-Walford. A metodologia apresenta duas etapas: 1) cálculo do comprimento médio dos indivíduos em intervalos regulares; 2) ajuste da equação aos dados obtidos. 7.2.3. Método da frequência de comprimento ou método de Petersen Consiste em lançar em gráfico as distribuições de frequência de comprimento 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 2 4 6 8 10 12 Freq uênc ia Comprimento Janeiro 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 2 4 6 8 10 12 Freq uênc ia Comprimento Março 0 2 4 6 8 10 12 0 2 4 6 8 10 12 Freq uênc ia Comprimento Maio Possui aspecto de curva normal, a frequência da população é polimodal e as modas correspondem ao comprimento médio de cada classe. Pré-requisitos: 1) desova total e periódica (classe etária bem definida e distribuição aproximadamente normal); 72 2) a população deve formar uma unidade de estoque conhecida (amostragem em área homogênea e tamanho aproximado). Limitações: 1) a distribuição nem sempre é normal (nítida), é difícil decompor as curvas; 2) duas ou mais modas podem aparecer em uma classe etária, devido à desova parcelada; 3) é difícil determinar a idade nos diferentes grupos presentes; 4) a redução na taxa de crescimento aumenta a superposição das classes, somente as primeiras são seguras; 5) para populações naturais, grandes amostras não determina a idade individual, para indivíduos com escamas placóides e ganóides, lagostas e camarões. Procedimentos: 1) coleta-se amostras da população em intervalos constantes; 2) determina-se a distribuição de comprimento para cada amostra (separar por classe de comprimento, por mês e o número de indivíduos em cada amostra); 3) fazer o gráfico dos pontos (dispersão); 4) fazer a dispersão das modas e identificação das classes etárias; 5) montar a tabela das modas; 6) fazer o gráfico das modas; 7) montar a tabela da regressão (Lt x Lt+∆t): Lt Lt+∆t 9 9,5 9,5 9,5 6 7,5 7,5 8 8 8,5 8,5 8,5 8) Calcular a, b e r pelo método dos mínimos quadrados; 9) Montar a equação da regressão; 10) Calcular L∞ e k: b a L 1 e bk ln 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 Lt +∆ t Lt Como a relação é linear pode se usar Ford-Walford 73 11) Plotar a curva de crescimento: kteLLt 1 t (anos) Lt (cm) 0 0,00 2 18,78 4 29,72 6 36,09 8 39,81 10 41,98 12 43,24 14 43,97 16 44,40 18 44,65 20 44,80 12) estimar a idade correta. Exercício: 1º passo: coletar as amostras; 2º passo: distribuição de comprimento: Lt (cm) Jan Mar Mai Jul Set Nov 0,5 1 1 1,0 2 2 1,5 5 4 1 2,0 7 5 3 2,5 6 8 6 2 3,0 5 11 10 4 3,5 1 3 11 12 7 3 4,0 3 2 9 14 10 6 4,5 6 2 7 13 14 8 5,0 9 1 5 10 16 11 5,5 13 3 3 7 14 14 6,0 14 4 2 5 10 17 6,5 13 7 1 3 6 15 7,0 9 10 3 2 3 9 7,5 6 14 7 2 1 6 8,0 4 10 8 3 4 2 8,5 6 6 6 5 5 3 9,0 8 4 2 3 3 4 9,5 6 6 3 1 1 2 10,0 2 2 2 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 50,00 0 5 10 15 20 25 Lt (c m ) t (anos) Curva de crescimento 74 3º passo: fazer o gráfico da dispersão: 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 Março 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 Janeiro 0 2 4 6 8 10 12 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 Maio 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 Julho 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 Setembro 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 Novembro 3 3 3 3 3 2 2 2 2 2 2 1 1 1 75 4º passo: montar a tabela das modas: Coorte Jan Mar Mai Jul Set Nov I 9,0 9,5 9,5 II 6,0 7,5 8,0 8,5 8,5 9,0 III 2,0 3,5 4,0 5,0 6,0 5º passo: fazer o gráfico das modas: 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 0 1 2 3 4 5 6 7 Coorte I Coorte II Coorte III 6º passo: montar a tabela para a regressão seguindo o gráfico anterior: x y Lt Lt+∆t 2,0 3,5 3,5 4,0 4,0 5,0 5,0 6,0 6,0 7,5 7,5 8,0 8,0 8,5 8,5 8,5 8,5 9,0 9,0 9,5 9,5 9,5 7º passo: calcular a, b e r da regressão: a = 1,6392 b = 0,8527 r = 0,9871 r² = 0,9743 8º passo: montar a equação da regressão: 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 Lt +∆ t Lt Relação Ford-Walford 76 LttLt LtbatLt 8527,06392,1 9º passo: calcular L∞ e k: 1283,11 8527,01 6392,1 1 b a L cm 1593,08527,0lnln bk ao bimestre Como foram realizadas coletas bimestrais, multiplicamos este valor por 6 para obter a taxa de crescimento anual: 9558,061593,0 k ao ano 10º passo: plotar a curva de crescimento: tkt eeLLt 9558,011283,111 t (anos) Lt (cm) 0 0,00 1 6,85 2 9,48 3 10,50 4 10,89 5 11,03 6 11,09 7 11,11 8 11,12 9 11,13 10 11,13 11º passo: estimar a idade correta: Para estimarmos a idade t1 ou primeira idade ou idade correta atribuímos Lt = 2,0 cm, t* = 0 em ∆t = 2 meses ou 0,1667 anos. É necessário calcular o Lt* estimado pela equação: L LtL Lt ln* Fazendo uma regressão entre t* e Lt* encontramos os valores de a’, b’ e r’ para encontrar t1, onde: 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Lt (c m ) t (anos) Curva de crescimento 77 01 ' ' t b a t onde L LL k t 00 ln 1 Podendo então, calcular a idade correta como sendo: *1 ttIc Lt t* Lt* Ic 2,0 0,0000 -0,1981 0,0466 3,5 0,1667 -0,3776 0,2133 4,0 0,3333 -0,44540,3799 5,0 0,5000 -0,5966 0,5466 6,0 0,6667 -0,7747 0,7133 6,0 0,8333 -0,7747 0,8799 7,5 1,0000 -1,1207 1,0466 8,0 1,1667 -1,2690 1,2133 8,5 1,3333 -1,4432 1,3799 8,5 1,5000 -1,4432 1,5466 9,0 1,6667 -1,6542 1,7133 9,0 1,8333 -1,6542 1,8799 9,5 2,0000 -1,9220 2,0466 9,5 2,1667 -1,9220 2,2133 a’ = -0,2115 b’ = -0,8331 r’ = -0,9921 r’² = 0,9843 2073,0 1283,11 0000,21283,11 ln 9558,0 1 ln 1 0 0 L LL k t 0466,02073,0 8331,0 2115,0 ' ' 01 t b a t anos 8331,08331,0' bk ao ano Então a equação da curva de crescimento correta é: teLt 8331,011283,11 78 Plotando no gráfico as curvas de crescimento estimada e correta: t (anos) Lt (cm) Lt' (cm) 0 0,00 0,00 1 6,85 6,29 2 9,48 9,03 3 10,50 10,21 4 10,89 10,73 5 11,03 10,96 6 11,09 11,05 7 11,11 11,10 8 11,12 11,11 9 11,13 11,12 10 11,13 11,13 7.2.4. Método dos anéis etários Utiliza de estruturas rígidas que acumulam cálcio e formam anéis: escamas, otólito, vértebras, ossos operculares e espinhos das nadadeiras. Para a aplicação deste método a população não pode estar estratificada quanto à idade (jovens vivem em um lugar, adultos em outro e larvas em outro), de modo que as classes devem estar homogeneamente distribuídas. Procedimentos: 1) coletas de amostras periódicas em intervalos de tempo (∆t) constantes; 2) medir o comprimento dos indivíduos de acordo com o sexo e número de anéis; 3) calcula o comprimento médio dos indivíduos de acordo com a data de coleta, sexo e número de anéis; 4) elaborar uma tabela de distribuição de comprimento, frequência e anéis: n Lt n Lt n Lt n Lt n Lt n Lt 0 1 2 3 Anéis/Meses J M M J S N 5) com base na tabela confeccionar um gráfico da periodicidade dos anéis: 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Co m pr im en to (c m ) t (anos) Curva de crescimento Estimada Correta 79 Lt (c m ) Meses 6) retiramos os valores do gráfico para o estabelecimento de uma tabela para regressão (Lt x Lt+∆t); 7) fazer a relação Ford-Walford, que deve ser linear; 8) calcular a, b e r; 9) calcular L∞ e k: b a L 1 e bk ln 10) plotar a curva de crescimento: kteLLt 1 t (anos) Lt (cm) 0 0,00 2 18,78 4 29,72 6 36,09 8 39,81 10 41,98 12 43,24 14 43,97 16 44,40 18 44,65 20 44,80 11) estimativa da idade correta. Exercício: 1 – coletar os dados; 2 – medir os comprimentos; 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 50,00 0 5 10 15 20 25 Lt (c m ) t (anos) Curva de crescimento 80 3 – calcular o comprimento médio com base nos anéis; 4 – fazer a tabela: Meses/Anéis 0 1 2 3 Jan 15,5 24,0 Mar 3,0 19,0 26,5 Mai 9,5 20,0 28,0 Jul 10,5 21,5 27,0 Set 14,0 22,5 29,0 Nov 14,0 25,0 5 – fazer o gráfico: 0 5 10 15 20 25 30 35 J M M J S N Lt (c m ) Meses 1 11 1 1 1 0 0 0 2 2 2 2 2 2 3 6 – montar a tabela para a regressão e fazer a relação Ford-Walford: Lt Lt+∆t 3 9,5 9,5 10,5 10,5 14 14 14 15,5 19 19 20 20 21,5 21,5 22,5 22,5 25 24 26,5 26,5 28 28 27 27 29 1 1 1 1 1 0 0 0 2 2 2 2 2 3 7 – fazer regressão entre Lt e Lt+∆t para encontrar a, b e r: a = 4,6208 b = 0,8566 y = 0,8566x + 4,6208 R² = 0,9493 0 5 10 15 20 25 30 35 0 5 10 15 20 25 30 Lt +∆ t Lt Relação Ford-Walford 81 r = 0,9743 r² = 0,9493 8 – calcular L∞ e k: 2232,32 8566,01 6208,4 1 b a L cm 1548,08566,0lnln bk ao bimestre Como foram realizadas coletas bimestrais, multiplicamos este valor por 6 para obter a taxa de crescimento anual: 9287,061548,0 k ao ano 9 – plotar a curva de crescimento: tkt eeLLt 9287,012232,321 t Lt 0 0 1 19,49288 2 27,19387 3 30,23628 4 31,43823 5 31,91309 6 32,10068 7 32,1748 8 32,20408 9 32,21565 10 32,22022 10 – cálculo da idade correta Para estimarmos a idade t1 ou primeira idade ou idade correta atribuímos Lt = 3,0 cm, t* = 0 em ∆t = 2 meses ou 0,1667 anos. É necessário calcular o Lt* estimado pela equação: L LtL Lt ln* Fazendo uma regressão entre t* e Lt* encontramos os valores de a’, b’ e r’ para encontrar t1, onde: 01 ' ' t b a t onde L LL k t 00 ln 1 0 5 10 15 20 25 30 35 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Co m pr im en to (c m ) t (anos) Curva de crescimento 82 Podendo então, calcular a idade correta como sendo: *1 ttIc Lt t* Lt* Ic 3 0,0000 -0,0977 0,2138 9,5 0,1667 -0,3493 0,3805 10,5 0,3333 -0,3943 0,5471 14 0,5000 -0,5700 0,7138 14 0,6667 -0,5700 0,8805 15,5 0,8333 -0,6559 1,0471 19 1,0000 -0,8907 1,2138 20 1,1667 -0,9694 1,3805 21,5 1,3333 -1,1003 1,5471 22,5 1,5000 -1,1982 1,7138 25 1,6667 -1,4954 1,8805 24 1,8333 -1,3657 2,0471 26,5 2,0000 -1,7282 2,2138 28 2,1667 -2,0321 2,3805 27 2,3333 -1,8196 2,5471 29 2,5000 -2,3023 2,7138 a’ = -0,0876 b’ = -0,8068 r’ = -0,9841 r’² = 0,9684 1052,0 2232,32 0000,32232,32 ln 9287,0 1 ln 1 0 0 L LL k t 2138,01052,0 8068,0 0876,0 ' ' 01 t b a t anos 8068,08068,0' bk ao ano Então a equação da curva de crescimento correta é: teLt 8068,012232,32 Plotando as curvas estimada e correta no gráfico: 83 t Lt Lt' 0 0 0 1 19,49288 17,8425 2 27,19387 25,80533 3 30,23628 29,35901 4 31,43823 30,94496 5 31,91309 31,65274 6 32,10068 31,96861 7 32,1748 32,10958 8 32,20408 32,17249 9 32,21565 32,20057 10 32,22022 32,2131 7.2.5. Método da marcação Etapas: a) capturar alguns indivíduos; b) tomar o comprimento e peso; c) marcá-los com uma técnica qualquer; d) devolvê-los ao ambiente; e) recapturá-los depois de um intervalo de tempo ∆t; f) tornar a tomar o comprimento e peso em tempo t+∆t. O sucesso deste método depende: 1) influência do processo de marcação sobre o crescimento, causando retardamento; 2) introdução de vícios no cálculo do comprimento (erros de medidas dos pescadores). O comprimento médio pode ser calculado para: a) intervalos regulares (dia/mês/ano) (∆t constante): bLtatLt b) intervalos irregulares (período real de captura – melhores estimativas) (∆t variável): bLtatLt Primeiro caso: ∆t constante Na marcação (Lt) Na recaptura (Lt+∆t) 1/1/00 1/1/01 1/1/00 1/2/00 0 5 10 15 20 25 30 35 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Co m pr im en to (c m ) t (anos) Curva de crescimento Estimada Correta 84 Estimativa do k: bk ln g) montar uma tabela com comprimentos médios: Peixe Lt (cm) Lt+∆t (cm) 1 6,2 8 2 9 9,8 3 8,2 9,8 4 6,4 8 5 4 6,4 6 3,8 6,4 7 8 9 8 4,1 6,3 h) fazer a relação Ford-Walford:y = 0,7094x + 3,5553 R² = 0,9796 0 2 4 6 8 10 12 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Lt +∆ t Lt Relação Ford-Walford i) regressão para calcular a, b e r: a = 3,5553 b = 0,7094 r = 0,9897 r² = 0,9793 j) estimar a equação da reta: LttLt 7094,05553,3 85 k) estimar L∞ e k: 2343,12 7094,01 5553,3 1 b a L cm 3433,07094,0lnln bk ao ano (dependendo da frequência das coletas) l) plotar curva de crescimento: tkt eeLLt 3433,012343,121 t Lt 0 0,0000 1 3,5553 2 6,0774 3 7,8666 4 9,1359 5 10,0363 6 10,6750 7 11,1282 8 11,4496 9 11,6777 10 11,8394 11 11,9542 12 12,0356 13 12,0934 14 12,1343 15 12,1634 16 12,1840 17 12,1986 18 12,2090 19 12,2164 20 12,2216 Segundo caso: ∆t variável g) confeccionar uma tabela a partir dos dados obtidos em campo: t LttLt Lt )( * 0,0000 2,0000 4,0000 6,0000 8,0000 10,0000 12,0000 14,0000 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Co m pr im en to (c m ) t (anos) Curva de crescimento 86 Peixe Lt Lt+∆t ∆t Lt* 1 4,1 8,5 3 1,4667 2 8 10 2 1,0000 3 3,8 9,2 3 1,8000 4 4 6,2 1 2,2000 5 6,4 8 1 1,6000 6 8,2 10,1 2 0,9500 7 9 10,8 2 0,9000 8 6,2 7,9 1 1,7000 h) fazer a relação Ford-Walford entre Lt e Lt*: y = -0,1940x + 2,6574 R² = 0,7435 0,0000 0,5000 1,0000 1,5000 2,0000 2,5000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Lt * Lt Relação Ford-Walford i) calcular a, b e r: a = 2,6574 b = -0,1940 r = -0,8623 r² = 0,7435 j) estabelecer a equação da reta: LttLt )1940,0(6574,2 k) estimar L∞ e k: 6979,13 1940,0 6574,2 b a L cm 2157,01940,01ln1ln bk 87 l) estabelecer a curva de crescimento: tkt eeLLt 2157,016979,131 t Lt 0 0 2 4,79926 4 7,91704 6 9,94246 8 11,2582 10 12,113 12 12,6683 14 13,0291 16 13,2634 18 13,4157 20 13,5146 22 13,5788 24 13,6205 26 13,6477 28 13,6653 30 13,6767 7.2.6. Método do cultivo Consiste em manter os indivíduos confinados e registrar seu comprimento e peso a intervalos regulares (geralmente mensais): É essencialmente experimental; O comprimento assintótico tem pouca importância. Objetivos: a) Avaliar a resposta do estoque a uma variação introduzida: 1) nas condições ambientais; 2) suprimento alimentar; 3) taxa de estocagem. Serve de subsídio à implantação de um sistema de cultivo onde o objetivo é aumentar o ganho de biomassa em menor tempo e custo. b) Serve de subsídio a análise econômica de custo/benefício, quando comparamos diferentes taxas de conversão alimentar. Procedimentos: 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 C om pr im en to (c m ) t (anos) Curva de crescimento 88 a) tomar o comprimento e peso dos indivíduos a intervalos constantes; b) estabelecer a relação Ford-Walford; c) calcular a, b e r; d) estimar L∞ e k; e) plotar a curva de crescimento; f) estimar a idade correta. Exercício: Com base nos dados abaixo obtidos em cultivo, traçar uma curva de crescimento da população e estimar as idades corretas correspondentes a cada medição: Meses Lt (cm) Lt+∆t (cm) Jan 1,0 2,5 Mar 2,5 3,9 Mai 3,9 5,0 Jul 5,0 5,9 Set 5,9 7,0 Nov 7,0 - a = 1,6021 b = 0,8901 r = 0,9977 r² = 0,9954 5778,14 8901,01 6021,1 1 b a L cm 6985,061164,08901,0lnln bk ao ano t Lt 0 0,0000 1 7,3280 2 10,9724 3 12,7848 4 13,6861 5 14,1343 6 14,3573 7 14,4681 8 14,5233 9 14,5507 10 14,5643 11 14,5711 12 14,5745 13 14,5761 14 14,5770 15 14,5774 y = 0,8448x + 1,7062 R² = 0,9984 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 Lt +∆ t Lt Relação Ford-Walford 0,0000 2,0000 4,0000 6,0000 8,0000 10,0000 12,0000 14,0000 16,0000 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Co m pr im en to (c m ) t (anos) Curva de crescimento 89 *1 ttIc Lt t* Lt* Ic 1,0 0,0000 -0,0711 0,2088 2,5 0,1667 -0,1881 0,3754 3,9 0,3333 -0,3113 0,5421 5,0 0,5000 -0,4201 0,7088 5,9 0,6667 -0,5187 0,8754 7,0 0,8333 -0,6543 1,0421 a’ = -0,0737 b’ = -0,6886 r’ = -0,9993 r’² = 0,9986 1017,0 5778,14 0000,15778,14 ln 6985,0 1 ln 1 0 0 L LL k t 2088,01017,0 6886,0 0737,0 ' ' 01 t b a t anos 6886,06886,0' bk ao ano Plotando as curvas de crescimento estimada e correta no mesmo gráfico: Equações: Estimada: tkt eeLLt 6985,015778,141 Correta: ttk eeLLt 6886,0' 15778,141 t Lt Lt' 0 0,0000 0,0000 1 7,3280 7,2557 2 10,9724 10,9001 3 12,7848 12,7305 4 13,6861 13,6500 5 14,1343 14,1118 6 14,3573 14,3437 7 14,4681 14,4602 8 14,5233 14,5187 9 14,5507 14,5481 10 14,5643 14,5629 11 14,5711 14,5703 12 14,5745 14,5740 13 14,5761 14,5759 14 14,5770 14,5768 15 14,5774 14,5773 0,0000 2,0000 4,0000 6,0000 8,0000 10,0000 12,0000 14,0000 16,0000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Co m pr im en to (c m ) t (anos) Curva de crescimento Estimada Correta 90 7.3. Crescimento individual em peso Se um animal cresce isometricamente, ele aumenta em todos os sentidos, ou seja, o aumento é ao cubo. Esta relação pode ser expressa como: bLAW – relação peso-comprimento onde b é aproximadamente 3 e A é uma constante empiricamente determinada. A curva pode ser transformada em uma relação linear da seguinte maneira: LbaW LbAW lnln lnlnln Assim é possível calcular os parâmetros a e b. Quando nós substituímos as equações: b kt LtAWt eLLt 1 temos que: bktb bkt eLAWt eLAWt 1 1 onde podemos encontrar a equação de crescimento em peso de Bertalanffy: bkteWWt 1 Exercício: Lt (cm) Wt (g) 1,1 0,12 2,2 0,72 3,0 3,00 4,4 6,04 5,1 13,56 6,8 20,60 7,0 35,03 8,5 50,12 9,0 75,09 9,9 98,28 1º passo: fazer a relação Ford-Walford entre Lt e Wt: 91 y = 10,2652x - 28,2554 R² = 0,8203 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 0 2 4 6 8 10 12 W t Lt Relação Ford-Walford 2º passo: linearizar os dados para fazer a regressão entre ln(Lt) e ln(Wt), onde encontramos os valores de a, b e r: Lt (cm) Wt (g) ln(Lt) ln(Wt) 1,1 0,12 0,0953 -2,1203 2,2 0,72 0,7885 -0,3285 3,0 3,00 1,0986 1,0986 4,4 6,04 1,4816 1,7984 5,1 13,56 1,6292 2,6071 6,8 20,60 1,9169 3,0253 7,0 35,03 1,9459 3,5562 8,5 50,12 2,1401 3,9144 9,0 75,09 2,1972 4,3187 9,9 98,28 2,2925 4,5878 a = -2,4987 b = 3,0441 r = 0,9959 r² = 0,9918 3º passo: encontrar a equação da relação peso-comprimento: 0441,3 0441,34987,2 0822,0 0441,34987,2 LtWt LteWt Lty 4º passo: plotar a curva da relação peso-comprimento: 92 Lt (cm) Wt (g) 0,0 0,00 1,0 0,08 2,0 0,68 3,0 2,33 4,05,59 5,0 11,03 6,0 19,21 7,0 30,72 8,0 46,12 9,0 66,01 10,0 90,98 5º passo: calcular L∞: Lt (cm) Lt+∆t 1,1 2,2 2,2 3,0 3,0 4,4 4,4 5,1 5,1 6,8 6,8 7,0 7,0 8,5 8,5 9,0 9,0 9,9 9,9 - a = 1,2229 b = 0,9532 r = 0,9845 r² = 0,9693 1303,26 9532,01 2229,1 1 b a L cm 5752,0120479,09532,0lnln bk ao ano 6º passo: calcular W∞: 1693,4008g 1303,260822,0 0441,3 W W LAW b 7º passo: montar a equação de crescimento em peso: 0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 90,00 100,00 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 W t ( g) Lt (cm) Relação peso-comprimento y = 0,9532x + 1,2229 R² = 0,9693 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 Lt +∆ t Lt Relação Ford-Walford 93 0441,35752,014008,16931 tbkt eeWWt 8º passo: plotar a curva de crescimento em peso: t (anos) Wt (g) 0,0 0,0 1,0 136,6 2,0 531,7 3,0 932,1 4,0 1228,0 5,0 1419,2 6,0 1535,2 7,0 1603,1 8,0 1642,2 9,0 1664,5 10,0 1677,1 11,0 1684,2 12,0 1688,2 13,0 1690,5 14,0 1691,8 15,0 1692,5 88.. EESSTTRRUUTTUURRAA EETTÁÁRRIIAA É o número de indivíduos das diferentes classes etárias. ttt NPiNi * onde, tNi = tamanho da classe etária i, no instante t; * tPi = frequência de indivíduos da classe etária i, na amostra, no instante t; tN = número de indivíduos de uma população no instante t. Se em vez de tN tivermos tN ~ , isto é, um valor proporcional, teremos: ttt NPiiN ~~ * Obs.: Conhecendo tN ou tN ~ , para termos a estrutura etária falta conhecer *Pi , para isso é necessário reconhecer na amostra, os indivíduos das diferentes classes etárias. Coorte: É o conjunto de indivíduos de uma mesma população, que nasceram em uma mesma época. Classe etária: É o conjunto de indivíduos com aproximadamente a mesma idade. 0,0 300,0 600,0 900,0 1200,0 1500,0 1800,0 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 W t ( g) t (anos) Curva de crescimento em peso 94 Obs.: Os indivíduos de uma coorte mudam de classe etária a cada período, que pode ser anual ou não, dependendo da frequência de desova. Exemplo: Nti Nt0 Nt1 Nt Nt2 Nt3 Nt4 Ntn ou Ñti Ñt0 Ñt1 Ñt Ñt2 Ñt3 Ñt4 Ñtn Se tivermos: 1) Desova total – uma classe etária anual ou coorte; 2) Desova total individual, parcelada da população – duas classes etárias anuais com datas de aniversários diferentes; 3) Desova parcelada individual e populacional – inviabiliza a identificação das classes etárias. A coorte pode ser: natural (reprodução periódica) ou artificial (reprodução continuada). Métodos de cálculo: 1) anel etário; 2) distribuição de comprimento; 3) curva de crescimento; 4) população estratificada. 8.1. Método dos anéis etários Examinar qual das estruturas é que melhor apresenta os anéis; População não estratificada com relação ao crescimento. Procedimentos: 1) coletar amostras periódicas; 2) separar machos e fêmeas; 3) estimar os comprimentos médios dos machos tL e das fêmeas, por datas de coletas e grupos de anéis (montar a tabela): 95 Anéis Lt n Lt n Lt n Lt n Lt n Lt n 0 - - 3,0 55 9,5 56 10,5 27 - - - - 1 15,5 132 19,0 30 20,0 29 21,5 15 14,0 110 14,0 195 2 24,0 68 26,5 15 28,0 15 27,0 8 22,5 62 25,0 105 3 - - - - - - - - 29,0 28 - - Meses J M M J S N 4) fazer o gráfico da periodicidade da formação dos anéis: 0 5 10 15 20 25 30 35 J M M J S N Lt Meses 0 0 1 11 1 1 1 2 2 2 2 2 2 3 III II I 0 5) fazer a tabela de frequência das coortes: Coorte J M M J S N I 68 15 15 8 28 - II 132 30 29 15 62 105 III 55 56 27 110 195 Soma 200 100 100 50 200 300 Proporção 0,2105 0,1053 0,1053 0,0526 0,2105 0,3158 . 6) calcular as frequências relativas: Coorte J M M J S N I 0,34 0,15 0,15 0,16 0,14 - II 0,66 0,3 0,29 0,3 0,31 0,35 III - 0,55 0,56 0,54 0,55 0,65 nº ind 157894,74 78947,37 78947,37 39473,68 157894,74 236842,11 7) considerando a tabela anterior e para Nt conhecido como 750000 indivíduos (neste caso) podemos estimar quantos indivíduos há em cada coorte: Coorte J M M J S N I 53684,21 11842,11 11842,11 6315,79 22105,26 - II 104210,53 23684,21 22894,74 11842,11 48947,37 82894,74 III - 43421,05 44210,53 21315,79 86842,11 153947,37 96 8.2. Método da distribuição de comprimentos Procedimentos: 1) coleta de amostras periódicas; 2) separar machos e fêmeas; 3) tomar os comprimentos médios e montar a tabela de distribuição de frequência de comprimentos: n Lt n Lt n Lt n Lt n Lt n Lt 0 1 2 3 Anéis/Meses J M M J S N 4) lançar em gráficos a distribuição de comprimentos dos machos e fêmeas em separado: 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 2 4 6 8 10 12 Freq uênc ia Comprimento Janeiro 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 2 4 6 8 10 12 Freq uênc ia Comprimento Março 0 2 4 6 8 10 12 0 2 4 6 8 10 12 Freq uênc ia Comprimento Maio 5) fazer a decomposição das distribuições de frequência, que consiste em se determinar a traço livre as distribuições aproximadas das classes etárias: Lt n 1 1 3 2 5 3 7 2 9 2 11 2 13 1 1 2 3 2 22 1 1 1 4 9 II I 6) em seguida determinar em cada amostra o número de indivíduos de cada coorte, somando as frequências da figura, com Nt conhecido de 500000 indivíduos: Coorte Fr Pi* Ni(t)=Pi(t)*Nt I 4 0,3077 153846,15 II 9 0,6923 346153,85 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 0 2 4 6 8 10 12 14 Fr eq uê nc ia Lt 1 2 3 2 22 1 1 1 4 9 II I 97 8.3. Método da curva de crescimento Supor: População não estratificada; Reprodução contínua; Desenvolvimento sem metamorfose. É necessário fazer a decomposição da curva de mortalidade acoplada à curva de crescimento para a população considerando os comprimentos: Procedimentos: 1) coletar amostras constantes; 2) separar machos e fêmeas; 3) tomar o comprimento; 4) fazer a tabela de distribuição de frequência de comprimentos n Lt n Lt n Lt n Lt n Lt n Lt 0 1 2 3 Anéis/Meses J M M J S N 5) plotar os dados em gráficos: 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 2 4 6 8 10 12 Freq uênc ia Comprimento Janeiro 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 2 4 6 8 10 12 Freq uênc ia Comprimento Março 0 2 4 6 8 10 12 0 2 4 6 8 10 12 Freq uênc ia Comprimento Maio 6) decompor as distribuições de frequência de comprimento em coortes artificiais, correspondentes às classes etárias de um mês, dois meses, etc. 7) lançar a curva de crescimento acoplada à curva de frequência e identificar as coortes ocorrentes: 98 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Fr t Lt V IV III II I 1 2 3 4 5 8) fazer a tabela com o número de indivíduos em cada coorte segundo a relação: NtPiNi tt ** 8.4. Método da população estratificada Somente é usado quando uma população é estratificada em relação às classes etárias. Quando os indivíduos com idades diferentes ocupam locais diferentes na região ondea população vive. Estimamos o número de indivíduos em cada estrato, usando os métodos anteriores, como se cada estrato fosse uma população isolada. 8.5. Métodos de análise de populações virtuais Requer o número total de indivíduos capturados na pesca comercial. É um método que se focaliza no passado, analisando o que ocorreu com uma determinada classe etária: Análise de populações virtuais (APV) Análise de coortes de Pope. Inicialmente são métodos baseados na idade, mas recentemente tem se desenvolvido métodos baseados em comprimento. 8.5.1. Análise de populações virtuais – APV Análise das capturas na pesca comercial. A idéia é analisar o que se pode ver (a captura) de modo a calcular a população que deveria haver para produzir aquela captura. 99 In di ví du os Classe anual 0 1 2 3 Procedimento de estimativa 0 1 2 3 Número de sobreviventes por coorte Número de indivíduos capturados por coorte t y C (y, t-t+1) F (y, t-t+1) N (y, t) 0 74 599 1 75 860 2 76 1071 3 77 269 4 78 69 5 79 2 6 80 8 0,5* 22,2 Grupos de idade Ano Indivíduos capturados no ano y Mortalidade por pesca Sobreviventes em 1º de janeiro do ano y *Supostamente conhecido. 1º: começar os cálculos da parte inferior, ou seja, com o número de peixes na idade entre 6 e 7 anos. C (80, 6-7) = 8 milhões Mortalidade naturas – M=0,2 (conhecido anteriormente) Obs.: Se soubermos a mortalidade por pesca, saberíamos o número de peixes que existiu em 1º de janeiro de 1980. 676,8076,80 1 Ze Z F NC onde MFZ Com a suposição inicial de F = 0,5 temos: milhõesN N eN 22,22 36,08 1 7,0 5,0 8 6,80 6,80 677,0 6,80 100 Para calcular o tamanho do estoque: GCGNN ttty 1,1 onde 2MeG Para calcular a mortalidade: M N N F ty ty ty 1,1 , , ln t y C (y, t-t+1) F (y, t-t+1) N (y, t) 6 80 8 0,50 22,22 5 79 25 0,70 54,77 4 78 69 0,76 143,15 3 77 269 0,99 472,14 2 76 1071 1,12 1760,31 1 75 860 0,37 3100,49 0 74 599 0,16 4448,95 Grupos de idade Ano Indivíduos capturados no ano y Mortalidade por pesca Sobreviventes em 1º de janeiro do ano y 8.5.2. Análise de coortes de Pope Versão para calculadora; Identificação mais simples; Ainda que a captura seja o tempo todo utiliza-se como se a captura fosse em um único dia; De modo que nos primeiros seis meses os peixes sofrem somente mortalidade natural; Então os sobreviventes em 1º de julho são: 2 ,5,0, M tyty eNN com a captura tem-se: 1, 2 ,1,1 ty M tyty CeNN com a mortalidade natural do segundo semestre: 101 2 1, 2 ,1,1 M ty M tyty eCeNN ou seja 2 1, 2 1,1, M ty M tyty eCeNN Exemplo: Usando os dados do exercício anterior. Para se iniciar se faz necessário saber inicialmente M = 0,2 e Fterminal = 0,5 (conhecidos ou supostos). Agora que conhecemos o número de sobreviventes em começo de 80, que é o número final de 79. Não é necessário supor F, porque agora é possível calculá-lo: Ze Z F NC 15,7965,79 t y C (y, t-t+1) F (y, t-t+1) N (y, t) 6 80 8 0,50 22,25 5 79 25 0,70 54,80 4 78 69 0,76 143,19 3 77 269 0,99 472,19 2 76 1071 1,12 1760,37 1 75 860 0,37 3100,57 0 74 599 0,16 4449,04 Grupos de idade Ano Indivíduos capturados no ano y Mortalidade por pesca Sobreviventes em 1º de janeiro do ano y 102 CONTEÚDO DA 3º AVALIAÇÃO 99.. RREECCRRUUTTAAMMEENNTTOO Biológico: Acontece quando as larvas eclodem; Pesqueiro: Ocorre quando os juvenis entram no estoque adulto, imaturo para maturação. É o processo em que o indivíduo torna-se vulnerável à pesca. Para o indivíduo é o momento ou intervalo de tempo ou comprimento no qual ele passa a apresentar algum grau de vulnerabilidade aos aparelhos de pesca. Simplificadamente nós teríamos: Eventos Idade Comprimento Fases tm Lm Estoque adulto tc Lc Pós recrutamento Pré explotação Pós recrutamento Explotação tr Lr Explotação tL LL Desova Recrutamento Pré recrutamento Onde: tm = idade de 1ª maturação (t50); Lm = comprimento de 1ª maturação (L50); tr = idade inicial de recrutamento; Lr = comprimento inicial de recrutamento; tc = idade inicial de captura (50% dos indivíduos são capturados pelo aparelho); Lc = comprimento inicial de captura (50% dos indivíduos são capturados pelo aparelho); tL = idade máxima de captura; LL = comprimento máximo de captura. Obs.: Em tc a mortalidade por pesca é maior que a mortalidade natural. O recrutamento pesqueiro pode se dar de duas maneiras: 1) por crescimento: os indivíduos atingem um tamanho no qual passam a ser capturados pelos aparelhos de pesca; 2) por migração: os indivíduos se deslocam da área de crescimento para a do estoque adulto: 103 BERÇÁRIO LOCAL DE DESOVA ESTOQUE ADULTO Recrutamento Migração Desova Deriva larval 9.1. Tipos de recrutamento a) Recrutamento “Knife-edge”: todos os peixes de uma determinada idade tornam-se vulneráveis à pesca num período único, e sua vulnerabilidade permanece constante a vida toda; b) Recrutamento em Platôs: a vulnerabilidade de uma classe etária aumenta gradualmente ao longo do tempo, sendo que o indivíduo pode ser completamente capturável, ou não capturável. Deste modo, a classe etária é dividida em dois platôs – recrutado e não recrutado; c) Recrutamento contínuo: há um aumento gradual na vulnerabilidade dos membros de uma classe etária, relacionado com o aumento do tamanho, ou uma mudança no seu comportamento ou distribuição. É o tipo mais comum entre as populações. A quantificação do recrutamento pode ser feita a partir do número de indivíduos na idade inicial de recrutamento (tr), mas tenderá a apresentar erros proporcionais à sua distância de tL, devido à impossibilidade de determinar quantos indivíduos realmente estavam disponíveis à pesca. O recrutamento é dado por: cL ttMFeF MFC R 1 para espécies de vida curta F MF CR para espécies de vida longa 9.2. Relação entre estoque e recrutamento Permite prever o que acontece ao recrutamento quando o estoque é reduzido por pesca. 104 É esperado que um grande número de indivíduos no estoque produza um grande número de recrutas. O recrutamento pode estar associado à outros fatores além do tamanho do estoque. Relações observadas: 1 – Salmão do Rio Skeena (Canadá): A – há uma tendência de grandes estoques produzirem grandes recrutamentos; B – há uma tendência do recrutamento parar de aumentar acima de um determinado tamanho do estoque desovante; C – há uma tendência da variabilidade ser maior em estoque desovantes maiores. 2 – Clupea harengus A – baixos estoques produzem poucos recrutas; B – baixos estoques produzem muitos recrutas; C – elevados estoques produzem poucos recrutas. 3 – Penaeus esculentos A – grandes estoques produzemgrandes recrutas. Os exemplos mostram principalmente redução do recrutamento com redução dos estoques. Outro padrão comum: O recrutamento pode aumentar ou permanecer constante com o declínio do estoque. Isto depende de dois mecanismos: 1 – a sobrevivência juvenil decresce exponencialmente com o aumento do estoque desovante; 2 – o recrutamento independe do tamanho do estoque, mas de variações em alguns fatores ambientais. 9.2.1. Modelos da relação entre estoque e recrutamento a) Modelo independente da densidade: 1 – um determinado número de ovos é produzido por unidade de estoque desovante; 105 2 – estes têm a mesma probabilidade de sobrevivência não relacionada ao tamanho do estoque ou ao número de ovos produzidos (sem competição ou canibalismo); 3 – a mortalidade é independente da densidade; 4 – deste modo: os agentes de mortalidade (predação, falta de alimento, correntes e outros) agem independentemente da quantidade de ovos depositados. N (estoque desovante) R (recrutas) b) Modelos dependentes da densidade: 1 – modelos compensatórios: a relação recruta por desovante (R/N) diminui com o aumento do estoque e as populações são limitadas pelos recursos disponíveis. 1.1 – habitat ilimitado: uma fêmea coloca 4000 ovos, 0,1% sobrevive até juvenil, as fêmeas não cavam os ovos das outras, muito difícil de acontecer. R/N NN (estoque desovante) R (recrutas) 1.2 – território restrito: as fêmeas são altamente territoriais e cada uma defende-o efetivamente, a qualidade do habitat é igual para todos, quando o território é ocupado, outras fêmeas não desovam, podemos observar que R aumenta até o território ser ocupado completamente e diminui a partir daí: 106 R/N NN (estoque desovante) R (recrutas) território ocupado 1.3 – deposição aleatória de ovos: é o oposto da territorialidade, as fêmeas cavam os ovos das fêmeas anteriores, a R/N decresce, porque a segunda fêmea pode matar os ovos da primeira. R/N NN (estoque desovante) R (recrutas) 1.4 – gradações na qualidade do habitat: Habitat bom – 0,2% sobrevive Habitat médio – 0,1% sobrevive Habitat ruim – 0,05% sobrevive As fêmeas encontram os melhores locais e exibem uma territorialidade forte, de modo que as primeiras acham habitat bons, as segundas médios e as terceiras ruins. R/N Bom Médio Médio Ruim Ótimo NN (estoque desovante) R (recrutas) Ruim 2 – Recrutamento mais que compensatório: canibalismo, doenças, limitações de O2. 107 R/N canibalismo doenças falta de O2 N R (recrutas) N (estoque desovante) 3 – depensatórios: ocorre um aumento no número de recrutas quando aumenta o tamanho do estoque. 1 – predação: o número de ovos comidos por predador é constante de modo que o total de ovos produzidos comidos é reduzido (a relação é menor). 2 – dificuldade de encontrar parceiros em baixas densidades. Exemplo: Recrutas = 2000 ovos → 1% de sobrevivência Predador constante = consome 2000 presas As 100 primeiras fêmeas produzem 2000 A partir daí cada desovante produz 20 recrutas. R/N NN (estoque desovante) R (recrutas) 9.2.2. Modelos matemáticos da relação estoque e recrutamento a) Ricker (1975): Pressupostos: 1) uma curva estoque/recrutamento deve passar pela origem, quando não há estoque parental não há recrutamento (exceto imigração); 2) a curva não deve tocar a abscissa nos maiores valores de N, deste modo, não há um momento em que a reprodução seja completamente eliminada em altas densidades; 108 3) a taxa de recrutamento (R/N) deve diminuir continuamente com o aumento do estoque parental; 4) o recrutamento deve exceder o N em algum ponto do estoque parental. bNeNAR onde: R = recrutas; N = estoque; A = número máximo de recrutas em baixas densidades = e a ; b = ângulo de decréscimo de R. Para linearizar e achar a e b: Nba N R NbA N R ln lnln Exemplo: 1º passo: montar a tabela R (1+)+(2+) x y Anos 0+ 1+ 2+ N R/N ln(R/N) 85 425 260 142 402 1,0572 0,0556 86 210 120 63 183 1,1475 0,1376 87 255 154 86 240 1,0625 0,0606 88 270 95 46 141 1,9149 0,6497 89 195 92 38 130 1,5000 0,4055 90 180 86 33 119 1,5126 0,4138 Adultos 2º passo: fazendo a regressão entre N e ln(R/N) para encontrar a, b e r: y = -0,0016x + 0,6149 R² = 0,5225 -0,1000 0,0000 0,1000 0,2000 0,3000 0,4000 0,5000 0,6000 0,7000 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 ln (R /N ) N Relação Ford-Walford 109 a = 0,6149 b = -0,0016 r = -0,7228 r² = 0,5225 3º passo: plotar a curva da relação estoque/recrutamento: NbNabN eNeNeeNAR 0016,08495,1 N R 0 0 100 157,6016 200 268,5984 300 343,3267 400 390,085 500 415,5106 600 424,8897 700 422,4117 800 411,3777 900 394,3721 1000 373,4019 1100 350,0113 1200 325,3745 1300 300,3714 1400 275,6488 1500 251,6704 1600 228,7567 1700 207,1169 1800 186,8754 1900 168,0916 2000 150,7771 b) Beverton e Holt (1957): o recrutamento é constante e aumenta até uma assíntota com o aumento do estoque: bNa N R onde: R = recrutamento; N = estoque; a = número máximo de recrutas produzidos; b = tamanho do estoque necessário para produzir um recrutamento igual a a/2. Transformando a equação num modelo linear temos: bNa R N 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 R N Relação estoque/recrutamento 110 Exemplo: utilizando os mesmos dados do exercício anterior. 1º passo: montar a tabela: R (1+)+(2+) x y Anos 0+ 1+ 2+ N N/R 85 425 260 142 402 0,9459 86 210 120 63 183 0,8714 87 255 154 86 240 0,9412 88 270 95 46 141 0,5222 89 195 92 38 130 0,6667 90 180 86 33 119 0,6611 Adultos 2º passo: fazer a regressão entre N e N/R para encontrar a, b e r: y = 0,0012x + 0,5172 R² = 0,5724 0,0000 0,2000 0,4000 0,6000 0,8000 1,0000 1,2000 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 N/ R N Relação Ford-Walford a = 0,5172 b = 0,0012 r = 0,7566 r² = 0,5724 3º passo: plotar a curva da relação estoque/recrutamento: N N bNa N R 0012,05172,0 111 N R 0 0,0000 100 156,9366 200 264,1310 300 341,9973 400 401,1231 500 447,5474 600 484,9661 700 515,7678 800 541,5651 900 563,4861 1000 582,3433 1100 598,7372 1200 613,1208 1300 625,8425 1400 637,1746 1500 647,3330 1600 656,4911 1700 664,7896 1800 672,3442 1900 679,2507 2000 685,5889 1100.. MMOORRTTAALLIIDDAADDEE Fatores que reduzem as chances de sobrevivência: 1) falta de alimento; 2) competição; 3) predação; 4) condições ambientais (oxigênio, temperatura, abrigo, berçários). O período mais crítico do ciclo de vida é quando as larvas consomem todo o vitelo e necessitam de alimento externo. A alta taxa de mortalidade juvenil pode decrescer com o aumento do tamanho. Na fase adulta a taxa de mortalidade geralmente é constante no restante do ciclo de vida. 0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 500 1000 1500 2000 R N Relação estoque/recrutamento 112 N úm er o (% ) Peixes Idade (anos)tJ tr tC onde: tJ = idade média de transformação da larva em jovem; tr = idade de início de recrutamento; tC = idade médiade recrutamento. A mortalidade na população pode ser discutida em: a) Taxa de sobrevivência: porcentagem de indivíduos que sobrevivem; b) Taxa de mortalidade: porcentagem de indivíduos que morrem. Exemplo: 100,0 80,0 64,0 51,2 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 120,0 1 2 3 4 % Idade Mortalidade constante de 20% ao ano; Mortalidade total é de 48,8%; Não é igual a 20% x 3anos = 60% (mostrando que as porcentagens não são aditivas). Obs.: Ao invés de usar a porcentagem é melhor usar uma taxa. 10.1. Taxa instantânea de mortalidade (Z) A taxa instantânea de mudança no número de peixes (dN/dt) é proporcional ao número presente em um intervalo de tempo (Nt): 113 NtZ dt dN onde: Z = coeficiente de mortalidade instantânea. Zte N Nt 0 onde: N0 = número de indivíduos no instante t = 0; Nt = número de indivíduos remanescentes em t = t. 10.2. Taxa de sobrevivência (em um ano) ZeS ZeciaSobrevivên 100% 10.3. Taxa de mortalidade ZeeMortalidad 1100% onde: 100 % 1ln eMortalidad Z No caso do exemplo anterior: 2231,0 100 20 1ln 100 % 1ln eMortalidad Z ao ano, Como são 3 anos, multiplicamos este valor por 3, deste modo, a taxa instantânea de mortalidade é igual a: 6694,032231,0 Z Então: %8,4811001100% 6694,0 eeeMortalidad Z 114 Podemos calcular o tamanho da população em determinado instante conhecendo-se a taxa de mortalidade instantânea anual. Por exemplo com N0 = 100 indivíduos e um período de 6 anos: 2144,26100 62231,00 eeNNt Zt indivíduos Podemos calcular também o tempo de extinção desta população utilizando Nt = 0,99: Z NNt text 0lnln Para este caso: 68,20 2231,0 100ln99,0lnlnln 0 Z NNt text anos Para um estoque explotado é necessário distinguir entre mortalidade por pesca e natural: MFZ Em um estoque explotado, o número de sobreviventes decresce exponencialmente com o tempo ou idade de acordo com a soma das taxas instantâneas de mortalidade por pesca (F) e a taxa instantânea de mortalidade natural (M), que inclui as mortes por todos os outros fatores: tFMeNNt 0 Então: N úm er o (% ) Idade (anos)1 F = 0 F = 0,3 F = 0,6 Quanto maior a taxa de mortalidade por pesca, mais cedo correrá a extinção ou redução do estoque. Quando não existe pesca Z = M. 115 10.4. Curvas de captura O método mais comum de estimação das taxas de mortalidade envolve a linearização das curvas. Plotando o ln do número de sobreviventes contra o tempo: ZtNNt 0lnln Onde Z = b. 10.4.1. Curva de captura baseada na idade Pressupostos: 1) determinar a idade dos indivíduos em grandes amostras através das partes duras (otólitos, escamas, espinhos, etc.); 2) a composição de idade da amostra deve ser a composição de idade do estoque; 3) todos os grupos etários tem a mesma abundância no recrutamento; 4) todos os grupos etários tem a mesma vulnerabilidade aos aparelhos de pesca. Exemplo 1: Recrutamento constante e mortalidade constante de 60%. Qual é o Nt em 5 anos? Qual é o tempo de extinção desta coorte? N0 = 2500 indivíduos. Anos 1 2 3 1 1000 400 160 2 1000 400 160 3 1000 400 160 Usamos estes dados para construir uma curva de captura e estimar o coeficiente de mortalidade, plotando o ln do número de indivíduos contra a idade: x y Anos Nº ind ln (Nº ind) 1 1000 6,9078 2 400 5,9915 3 160 5,0752 a = 7,8240 b = -0,9163 r = -1,0000 r² = 1,0000 y = -0,9163x + 7,8240 R² = 1,0000 0,0000 1,0000 2,0000 3,0000 4,0000 5,0000 6,0000 7,0000 8,0000 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 ln (N º i nd ) Anos Relação Ford-Walford 116 9163,09163,0 bZ ao ano 60,252500 59163,00 eeNNt Zt indivíduos 55,8 9163,0 2500ln99,0lnlnln 0 Z NNt text anos Através da equação ZteNNt 0 podemos plotar a curva de mortalidade: t (anos) Nt (ind) 0 2500,00 1 999,99 2 399,99 3 160,00 4 64,00 5 25,60 6 10,24 7 4,10 8 1,64 9 0,66 Exemplo 2: Recrutamento variável. Qual é o Z? Qual é o tempo de extinção? N0 = 5000. Anos 1 2 3 1 2000 2200 100 2 1000 800 880 3 1500 400 320 Usamos estes dados para construir uma curva de captura e estimar o coeficiente de mortalidade, plotando o ln do número de indivíduos contra a idade: x y Anos Nº ind ln (Nº ind) 1 2000 7,6009 2 800 6,6846 3 320 5,7683 a = 8,5172 b = -0,9163 r = -1,0000 r² = 1,0000 9163,09163,0 bZ ao ano 0,00 300,00 600,00 900,00 1200,00 1500,00 1800,00 2100,00 2400,00 2700,00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Nt (i nd ) t (anos) Curva de mortalidade y = -0,9163x + 8,5172 R² = 1,0000 0,0000 1,0000 2,0000 3,0000 4,0000 5,0000 6,0000 7,0000 8,0000 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 ln (N º i nd ) Anos Relação Ford-Walford 117 31,9 9163,0 5000ln99,0lnlnln 0 Z NNt text anos Através da equação ZteNNt 0 podemos plotar a curva de mortalidade: t (anos) Nt (ind) 0 5000,00 1 1999,98 2 799,99 3 319,99 4 128,00 5 51,20 6 20,48 7 8,19 8 3,28 9 1,31 10 0,52 10.4.2. Estimativa da mortalidade usando CPUE Pressupostos: 1) informações da composição de idade; 2) todos os grupos de idade, incluindo os recém recrutados, são igualmente vulneráveis ao método de captura; 3) a mortalidade deve ser constante; 4) conversão da CPUE em peso para número. Para a análise precisamos da CPUE em número de indivíduos por unidade de esforço e da idade dos indivíduos em meses. Exemplo: Qual é o Z? Qual é o tempo de extinção? Plotar a curva de mortalidade. x y J 5 18659 9,8341 F 6 28923 10,2724 M 7 91417 11,4232 A 8 69485 11,1489 M 9 48667 10,7928 J 10 47961 10,7781 J 11 33966 10,4331 A 12 26325 10,1783 S 13 27985 10,2394 O 14 20951 9,9499 N 15 20535 9,9299 D 16 15205 9,6294 Meses de captura Idade (meses) CPUE (Nº ind/UE) ln (CPUE) 0,00 1000,00 2000,00 3000,00 4000,00 5000,00 6000,00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Nt (i nd ) t (anos) Curva de mortalidade y = -0,1864x + 12,5943 R² = 0,9645 9,4000 9,6000 9,8000 10,0000 10,2000 10,4000 10,6000 10,8000 11,0000 11,2000 11,4000 11,6000 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 ln (C PU E) Idade (meses) Relação Ford-Walford 118 a = 12,5943 b = -0,1864 r = -0,9821 r² = 0,9645 1864,01864,0 bZ ao mês 99,2948725943,120 eeN a indivíduos 62,67 9163,0 99,294872ln99,0lnlnln 0 Z NNt text meses Através da equação ZteNNt 0 podemos plotar a curva de mortalidade: t (meses) Nt (ind) 0 294872,99 5 116110,78 10 45720,41 15 18003,11 20 7089,00 25 2791,40 30 1099,16 35 432,81 40 170,43 45 67,11 50 26,42 55 10,41 60 4,10 65 1,61 70 0,64 10.4.3. Curvade captura baseada em comprimento É uma conversão da distribuição da frequência de comprimento em distribuição da frequência por idade usando a curva de captura de Pauly (1983): ZtNNt 0lnln Substituindo Nt pela frequência F entre os comprimentos L1 e L2 e t sendo a idade no ponto médio do intervalo de classe temos: 2 21 21ln LL LL Ztcte dt F 0,00 50000,00 100000,00 150000,00 200000,00 250000,00 300000,00 0 10 20 30 40 50 60 70 Nt (i nd ) t (anos) Curva de mortalidade 119 Ztcte dt F ln onde: F = número de indivíduos em cada classe etária; t = idade relativa; dt = tempo levado pela espécie para crescer através de uma classe etária. t é calculado pela equação inversa de Von Bertalanffy: L Lt k t 1ln 1 dt é estimado como a idade em L2 (tL2) menos a idade em L1 (tL1). A variável independente é a idade do comprimento médio em cada classe de comprimento, calculado por: L LL k t LL 21ln 1 21 2 21 Faz-se então a regressão entre t e ln (F/dt). São excluídos: 1) os dados dos pontos ascendentes representando grupos de indivíduos que não estão completamente disponíveis ou vulneráveis ao aparelho de pesca; 2) dados onde a idade média apresenta pequenas frequências (menos que 10 indivíduos); 3) dados próximos ao L∞ onde a relação entre a idade e comprimento torna-se incerta. 120 Exercício 1: k = 0,39 e L∞ = 121 cm. x y 70 - 72 71 36 2,2153 2,2661 0,1026 5,8607 72 - 74 73 44 2,3179 2,3707 0,1069 6,0205 74 - 76 75 50 2,4247 2,4799 0,1115 6,1058 76 - 78 77 41 2,5362 2,5938 0,1166 5,8628 78 - 80 79 37 2,6528 2,7131 0,1221 5,7136 80 - 82 81 30 2,7749 2,8382 0,1282 5,4551 82 - 84 83 30 2,9032 2,9698 0,1350 5,4038 84 - 86 85 28 3,0381 3,1084 0,1425 5,2807 86 - 88 87 22 3,1806 3,2549 0,1509 4,9824 88 - 90 89 30 3,3315 3,4104 0,1603 5,2319 90 - 92 91 34 3,4918 3,5759 0,1710 5,2924 92 - 94 93 20 3,6628 3,7528 0,1832 4,6928 94 - 96 95 12 3,8460 3,9428 0,1973 4,1078 96 - 98 97 13 4,0434 4,1480 0,2138 4,1077 98 - 100 99 13 4,2572 4,3711 0,2333 4,0205 100 - 102 101 14 4,4904 4,6155 0,2566 3,9992 103 4,7471 Idade em Lm tempo (dt) ln (F/dt)Classes Lm F Idade em L1 Fazendo a regressão entre idade em Lm e ln(F/dt): y = -1,0143x + 8,4796 R² = 0,9207 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 ln (F /d t) Idade em Lm Relação Ford-Walford a = 8,4796 b = -1,0143 r = -0,9595 r² = 0,9207 calculamos agora: 0143,10143,1 bZ ao ano 52,48154796,80 eeN a indivíduos 37,8 0143,1 52,4815ln99,0lnlnln 0 Z NNt text anos 121 Fazemos agora a curva de mortalidade através da equação: ZteNNt 0 t (anos) Nt (ind) 0 4815,52 1 1746,38 2 633,34 3 229,68 4 83,30 5 30,21 6 10,96 7 3,97 8 1,44 9 0,52 Exercício 2: k = 0,8 ao ano e L∞ = 38,3 cm. x y 16 - 18 17 23 0,6761 0,7334 0,1175 5,2772 18 - 20 19 96 0,7935 0,8567 0,1296 6,6073 20 - 22 21 174 0,9232 0,9934 0,1447 7,0924 22 - 24 23 162 1,0679 1,1470 0,1636 6,8977 24 - 26 25 128 1,2315 1,3221 0,1883 6,5216 26 - 28 27 120 1,4198 1,5258 0,2218 6,2934 28 - 30 29 98 1,6416 1,7693 0,2699 5,8948 30 - 32 31 70 1,9115 2,0720 0,3446 5,3138 32 - 34 33 54 2,2561 2,4722 0,4774 4,7283 34 - 36 35 22 2,7335 3,0644 0,7821 3,3368 36 - 38 37 6 3,5157 4,2289 2,5461 0,8572 38 6,0618 Idade em Lm tempo (dt) ln (F/dt)Classes Lm F Idade em L1 y = -1,7715x + 8,9411 R² = 0,9923 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 ln (F /d t) Idade em Lm Relação Ford-Walford 0,00 1000,00 2000,00 3000,00 4000,00 5000,00 6000,00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 N t ( in d) t (anos) Curva de mortalidade 122 a = 8,9411 b = -1,7715 r = -0,9961 r² = 0,9923 calculamos agora: 7715,17715,1 bZ ao ano 60,76399411,80 eeN a indivíduos 05,5 7715,1 60,7639ln99,0lnlnln 0 Z NNt text anos Fazemos agora a curva de mortalidade através da equação: ZteNNt 0 t (anos) Nt (ind) 0 7639,60 1 1299,32 2 220,99 3 37,58 4 6,39 5 1,09 6 0,18 10.4.4. Método da marcação e recaptura A redução no número de indivíduos marcados recapturados segue uma curva exponencial. N t ( in d) t (anos) Curva de mortalidade Nr tr R 0,00 1000,00 2000,00 3000,00 4000,00 5000,00 6000,00 7000,00 8000,00 9000,00 0 1 2 3 4 5 6 7 Nt (i nd ) t (anos) Curva de mortalidade 123 Se N0 é o número inicial de peixes marcados, então Nr é o número de peixes marcados recapturados no instante tr: ZteNNr 0 Zte Z F NrCr 1 ZtZt e Z F eNCr 10 Linearizando a equação: Zte Z F NCr Zt 1lnlnln 0 Zte Z F Zt eNCr 1 0 onde: Z eFN e Zt a 10 Zt a eN eZ F 10 Exemplo: Calcular Z e F. N0 = 400 indivíduos. Meses 0 - 12 12 - 24 24 - 36 36 - 48 x Ponto médio anual 0,5 1,5 2,5 3,5 Peixes marcados recapturados (Cr) 36 15 6 2 y ln (Cr) 3,5835 2,7081 1,7918 0,6931 Fazemos regressão entre o ponto médio anual e o ln(Cr) para encontrar a, b e r: y = -0,9587x + 4,1116 R² = 0,9971 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 ln (C r) Ponto médio anual Relação Ford-Walford a = 4,1116 b = -0,9587 124 r = -0,9985 r² = 0,9971 9587,09587,0 bZ ao ano 2373,0 1400 9587,0 1 19587,0 1116,4 0 e e eN eZ F Zt a ao ano 7214,02373,09587,0 FZMFMZ ao ano 10.5. Mortalidade natural FMZ ou MFZ fqF onde: q = coeficiente de capturabilidade; f = esforço de pesca. sendo que fqMZ é uma relação linear. Exemplo: Encontrar q e M. x y Anos Esforço (f) Z (por ano) 1 1360 0,56 2 2800 0,54 3 3640 0,79 4 4120 0,87 5 4680 0,85 y = 0,0001x + 0,3623 R² = 0,7695 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 Z Esforço Relação Ford-Walford 125 a = 0,3623 b = 0,0001 r = 0,8772 r² = 0,7695 0001,0 bq 3623,0 aM 1111.. SSEELLEETTIIVVIIDDAADDEE Estoque disponível = total; Estoque capturável = adultos+jovens. A relação entre uma parte componente de um aparelho de pesca (largura da malha) e um caráter biométrico (comprimento ou perímetro), recebe um tratamento matemático, sendo definida por uma curva. Objetivos: 1) comprovar cientificamente que existe um fator determinando a seletividade; 2) determinar o comprimento médio de seleção (LC) do estoque capturável; 3) modificar a estrutura do aparelho de modo a fazê-lo selecionar parte do estoque disponível à pesca (L50);4) corrigir a distribuição de comprimento amostral para se obter a verdadeira distribuição populacional. Pressupostos: 1) as distribuições espaciais dos estoques disponíveis e dos aparelhos devem ser coincidentes; 2) deve haver o encontro dos indivíduos com os aparelhos e sua consequente retenção. Dimensões dos aparelhos: a) redes de espera e arrasto: comprimento da malha e perímetro; b) anzóis: comprimento da haste e abertura do anzol. 126 Pode ser capturado A' B' A B LC LdLm F(%) Comprimento Onde: LC = comprimento médio de 1ª captura; Ld = comprimento médio no qual os indivíduos não capturados pela malha; Lm = comprimento médio de seleção. 11.1. Redes de espera – Baranov (1914) Princípios: 1) um peixe é capturado quando entra nas malhas até além do opérculo, mas não pode atravessá-lo; 2) as curvas de seleção para diferentes tamanhos de malhas são congruentes (mesma forma e altura). Fatores de seletividade: 1) Emalhamento: pode ficar preso pelo corpo, pelo opérculo ou emalhamento; 2) Forma do corpo; 3) Material de fabricação da rede: elasticidade da rede, resistência e flexibilidade do fio, visibilidade; 4) Método de captura. 127 11.1.2. Curva de seleção Forma típica da curva normal (sino), apresenta uma moda (comprimento médio de seleção – Lm), largura (amplitude de seleção – Am) e altura (frequência de captura). Guland (1969) Curva de seletividade: 2* LmLE L eC Onde: * LC = frequência relativa de retenção dos indivíduos com comprimento L; Lm = comprimento médio de seleção; E = constante; L = um comprimento qualquer. Para estimar E e h usa-se as distribuições de frequência de comprimento em duas redes m1 e m2. 21 1 hmLE LdL eNC para a primeira rede 22 2 hmLE LdL eNC para a segunda rede Onde: LC1 = número de indivíduos capturados com comprimento L pela 1ª rede; LC2 = número de indivíduos capturados com comprimento L pela 2ª rede; Nd = número de indivíduos disponíveis com comprimento L. Dividindo uma equação pela outra temos: 21 2 2 1 2 hmLE Ld hmLE Ld L L eN eN C C Linearizando: LmmhEmmhE C C L L 12 2 2 2 1 2 1 2 2ln Parâmetros estimados: a) comprimento médio de seleção (Lm): mhLm Onde: 128 m = perímetro da malha (comprimento da malha); h = constante. b) constante E: 12 21 2 4 mma mmb E c) constante h: 12 2 mmb a h d) amplitude de seleção (95% dos indivíduos): sLmAm 2 e) Fator de seleção (Fs): m Lm Fs Exemplo: Qual é o tamanho médio de captura, amplitude de seleção, fator de seleção e curva de seletividade. Tamanho das malhas: m1 = 3 e m2 = 4. x y Lt ln(C2/C1) 32 -3,6380 34 -1,9460 36 -0,6930 38 -0,1540 40 0,0740 42 -0,0570 44 0,3480 46 -0,2510 48 1,6090 50 0,0000 a = -8,0759 b = 0,1855 y = 0,1855x - 8,0759 R² = 0,6276 -4,00 -3,00 -2,00 -1,00 0,00 1,00 2,00 0 10 20 30 40 50 60 ln (C 2/C 1) Lt Relação Ford-Walford 129 r = 0,7922 r² = 0,6276 12,4388 341855,0 0759,822 12 mmb a h 37,316434388,1211 mhLm cm 49,755344388,1222 mhLm cm 0075,0 340759,84 431855,0 4 2 12 21 2 mma mmb E 67,0556 341855,0 340759,822 2 12 2 122 mmb mma S 8,18870556,672 Ss 53,69399389,201887,823164,37211 asLmAm cm 66,13283778,331887,827553,49222 asLmAm cm 12,4388 3 3164,37 1 1 1 m Lm Fs 12,4388 4 7553,49 2 2 2 m Lm Fs Para plotar as curvas utilizamos a equação 2LmLE L eC : 23164,370075,0 1 LeC e 27553,490075,0 2 LeC 130 Lt C1 C2 0 0,0000 0,0000 5 0,0004 0,0000 10 0,0038 0,0000 15 0,0244 0,0001 20 0,1069 0,0014 25 0,3227 0,0104 30 0,6709 0,0545 35 0,9608 0,1972 40 0,9477 0,4918 45 0,6439 0,8448 50 0,3013 0,9996 55 0,0971 0,8146 60 0,0216 0,4572 65 0,0033 0,1768 70 0,0003 0,0471 11.2. Seletividade para redes de arrasto (anzóis) Dois problemas: evitação (evitam a rede – maior para os indivíduos maiores) e escape (escaparem pelas malhas – maior para indivíduos menores). Para determinar a seletividade fazemos o experimento do copo sobre copo ou saco sobre saco. Fatores de seletividade: a) forma do indivíduo: mais redondos tem probabilidade de captura maior, com perímetro máximo, peixes chatos ficam retidos pela largura do corpo, a probabilidade de captura relaciona-se com o tamanho individual; b) duração do arrasto: o escape aumenta com o tempo forçando os indivíduos contra as malhas, superestima o comprimento estimado de captura, causa o entupimento das malhas; c) velocidade de arrasto: arrasto muito lento possibilita que indivíduos mais rápidos escapem, peixes maiores tem maior facilidade de escape, há um decréscimo do comprimento estimado de captura; d) volume de captura: maior quantidades diminuem os escapes, os peixes pequenos são impedidos de saírem pelo bloqueio das malhas, há um decréscimo do comprimento estimado de captura, por capturar um grande número de indivíduos menores. Curva de seleção: Forma sigmóide: a) Comprimento médio de seleção (Lm): tamanho médio dos peixes capturados na amostra; b) Amplitude de seleção (Am): 25 a 75%; 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 0 10 20 30 40 50 60 70 80 C Lt Curva de seleção C1 C2 131 c) Fator de seleção (Fs): Lm/m. A amplitude de seleção entre o 0 e 100% apresenta grande imprecisão devido aos fatores que afetam a seletividade. 25% - aumento da fase exploratória (indivíduos em recrutamento); 75% - redução da fase exploratória (desperdício de biomassa). Elaboração das informações: 1) os dados são obtidos em tabelas mostrando a distribuição de frequência de comprimento dos indivíduos para o copo e sobre-copo separadamente; 2) calcula-se a probabilidade de captura para cada classe de comprimento, dividindo- se o número de indivíduos retidos no copo pela soma dos indivíduos no copo e sobre-copo; 3) considerando a probabilidade de captura como variável dependente e o comprimento como variável independente, pode-se ajustar os valores observados a uma equação: bAxey 1 que pode ser escrita como: bLtAP dolinearizanLtAP LtAP dolinearizaneP eP eP b b ALt ALt ALt b b b lnln1lnln 1ln 1ln 1 1 1 O comprimento médio de seleção e a amplitude têm seus valores calculados substituindo-se y na equação pelas probabilidades de 0,50; 0,25 e 0,75. Comprimento médio de seleção: b A eLm ln5,01lnln Amplitudede seleção: b A eL ln25,01lnln 25,0 e b A eL ln75,01lnln 75,0 Exercício 1: Encontrar comprimento médio de seleção, amplitude de seleção, fator de seleção e a curva de seleção. Copo = 7,5 cm, em que 50% dos indivíduos são capturados. 132 x y 14 1 18 19 0,0526 2,6391 -2,9175 15 4 10 14 0,2857 2,7081 -1,0892 16 3 20 23 0,1304 2,7726 -1,9678 17 6 26 32 0,1875 2,8332 -1,5720 18 32 98 130 0,2462 2,8904 -1,2638 19 125 222 347 0,3602 2,9444 -0,8060 20 112 198 310 0,3613 2,9957 -0,8023 21 118 167 285 0,4140 3,0445 -0,6264 22 62 104 166 0,3735 3,0910 -0,7601 23 52 84 136 0,3824 3,1355 -0,7301 24 25 46 71 0,3521 3,1781 -0,8346 25 14 12 26 0,5385 3,2189 -0,2572 26 20 1 21 0,9524 3,2581 1,1133 27 8 1 9 0,8889 3,2958 0,7872 28 5 0 5 1,0000 3,3322 - 29 5 0 5 1,0000 3,3673 - ln(-ln(1-P))Lt (cm) Copo Sobrecopo Total P (copo/total) ln(Lt) y = 4,1766x - 13,3691 R² = 0,7546 -3,50 -3,00 -2,50 -2,00 -1,50 -1,00 -0,50 0,00 0,50 1,00 1,50 0 1 1 2 2 3 3 4 ln (- ln (1 -P ) ln (Lt) Relação Ford-Walford a = -13,3691 b = 4,1766 r = 0,8687 r² = 0,7546 22,4929 1766,4 3691,135,01lnlnln5,01lnln eeLm b A cm 18,2223 1766,4 3691,1325,01lnlnln25,01lnln 25,0 eeL b A cm 133 26,5534 1766,4 3691,1375,01lnlnln75,01lnln 75,0 eeL b A cm Amplitude de seleção: 18, 2223 a 26,5534 cm 2,9991 5,7 4929,22 m Lm Fs Curva de seleção: bALteP 1 Lt P 0 0,0000 2 0,0000 4 0,0005 6 0,0028 8 0,0092 10 0,0232 12 0,0490 14 0,0912 16 0,1539 18 0,2391 20 0,3458 22 0,4684 24 0,5970 26 0,7190 28 0,8227 30 0,9005 32 0,9513 34 0,9796 36 0,9929 38 0,9980 40 0,9995 1122.. EESSFFOORRÇÇOO EE CCPPUUEE Esforço: É o tempo efetivo de atuação de um aparelho de pesca. Representa a ação predatória do homem sobre as populações aquáticas através do aparelho, causando uma certa mortalidade proporcional à sua intensidade de uso. CPUE: É o número ou peso dos indivíduos retirados por uma unidade de esforço e é uma medida relativa da abundância do estoque. A medida destes dois elementos (esforço e captura) fornece informações básicas para se avaliar as modificações por que passa uma população submetida à pesca. Matematicamente, se a captura for proporcional à densidade do estoque, temos: 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 P Lt Curva de seleção 134 A N fqC onde: C = captura de um lance do aparelho de pesca; q = coeficiente de capturabilidade; f = esforço exercido em uma unidade operacional; N = abundância do estoque; A = área do estoque. Podemos considerar que a captura em número é proporcional à quantidade de indivíduos que morrem por pesca, em um determinado espaço de tempo ∆t: tNFC Igualando as duas equações temos: tA f qF A f qtF tNF A N fq Considerando que o valor de q é constante no intervalo de tempo, temos: tA f qF Quando temos o tempo constante (mês, trimestre, ano), teremos: A f qF Demonstrando que o coeficiente de mortalidade por pesca (F) é proporcional à intensidade de pesca, definida como: esforço de pesca por unidade de área. Em termos de CPUE, temos: A N q f C Para um conjunto de operações com tempo finito, teremos: A N q f C ou Dq f C onde: D = densidade. 135 Ao se considerar diferentes barcos, são introduzidas variações resultantes do seu comprimento, potência, capacidade de carga, tamanho e quantidade de aparelhos de pesca, que se refletem no coeficiente de capturabilidade (q). 12.1. Fatores que afetam o coeficiente de capturabilidade (q) Coeficiente de capturabilidade (q): mede a probabilidade de um indivíduo ser capturado por uma unidade de esforço, por uma unidade de área. Este apresenta duas componentes: 1) Intrínseca: relacionada ao volume de captura e a vulnerabilidade dos indivíduos aos aparelhos; 2) Extrínseca: relacionada com a variação da eficiência do esforço, para uma mesma operação. Componente intrínseca: a) Volume de captura: o volume de pescado desembarcado (produção nominal) pode ser totalmente diferente do volume de pescado efetivamente capturado (produção real): 1) parte da captura pode ser descartada no mar. Ex.: jovens; 2) processamento: descabeçamento, evisceração, filetagem. b) Vulnerabilidade: com a idade, os indivíduos se tornam mais vulneráveis à pesca ou aos aparelhos de pesca. A vulnerabilidade pode ser afetada pelos seguintes fatores: 1) características do habitat: por exemplo, se as espécies são pelágicas, demersais ou de meia água, usando para cada situação um tipo de aparelho; 2) seletividade do aparelho de pesca: o volume de captura aumenta, a medida que diminui a seletividade do aparelho de pesca, por exemplo, redes de arrasto são menos seletivas, e dão uma estimativa de abundância mais próxima da realidade; 3) parâmetros biológicos: o conhecimento da biologia da espécie é fundamental para entender as variações na vulnerabilidade e abundância, por exemplo, o aumento de tamanho, formato, taxa de crescimento, períodos de alimentação e reprodução, cuidado parental, etc.; componentes extrínsecos: 136 a) tempo de pesca: o esforço de pesca é medido em termos de tempo efetivo de atuação de um aparelho ou embarcação sobre um estoque. Por exemplo, se um barco lagosteiro atuar com 200 covos durante 10 dias, o esforço de pesca despendido durante a viagem seria: 200010200 f covos.dia O fator homem neste caso não é considerado, pois o covo é unidade geradora de esforço e é independente do número de pescadores. Outro exemplo, na captura do pargo, o aparelho de pesca é uma linha de fundo com anzóis iscados e manuseados por um pescador. Em uma viagem de 50 dias com 15 pescadores e 30 anzóis cada, o esforço de pesca seria: 22500301550 f anzóis.dia b) poder de pesca: é a medida relativa da capacidade de captura de um barco ou aparelho de pesca, em comparação com outros barcos ou aparelhos que estejam operando na mesma área e hora. Sendo calculado pelo IPP (índice de poder de pesca) que é um fator de ajuste de todas as unidades da frota a uma unidade padrão. IPP = CPUE de um barco ou aparelho de pesca CPUE de um barco ou aparelho de pesca padrão Quando um estoque é capturado por mais de um tipo de aparelho, pode-se considerar dois procedimentos para padronização do esforço: 1) determina-se a CPUE com base na captura e esforço do aparelho de maior representatividade, ignorando o outro; 2) testa-se o poder de pesca do dois aparelhos, determinando-se um índice de conversão (ICE) que permite ajustar o esforço de um aparelho ao outro cujo somatório fornece uma estimativa do esforço geral padronizado: BAP fICEff A B CPUE CPUE ICE Para padronizar a CPUE BA BA P fICEf CC f C 137 c) distribuição espacial do esforço: é feita através do índice de concentração do esforço: fi CiAi fiCi Ai Ig ou fi Ci fi Ci n Ig onde: i = sub-áreas. Quando: Ig < 1 o esforço está concentrado em zonas com densidade abaixo da média; Ig = 1 o esforço está distribuído uniformemente; Ig > 1 o esforço encontra-se em zonas com densidade acima da média. Também pode ser calculado por: fiVar fi Ci Var n fi n fi Ci n Ci Ir Tendo a mesma classificação do Ig. 138 CONTEÚDO DA 4ª AVALIAÇÃO 1133.. CCUURRVVAASS DDEE RREENNDDIIMMEENNTTOO O rendimento futuro e os níveis de biomassa dos estoques podem ser medidos por meio de modelos matemáticos, que podem ser similares à APV e análise de coortes. Os modelos de rendimento podem ser usados para prognosticar os efeitos das medidas de desenvolvimento e manejo, tais como, incremento e reduções das frotas pesqueiras, mudanças no tamanho mínimo das malhas, proibição de temporadas e de áreas de pesca. Portanto estes modelos representam um elo direto entre a avaliação do estoque e o manejo dos recursos pesqueiros. Aos modelos podem ser ainda acrescentados aspectos relativos aos preços e/ou valor da captura, o que os torna aplicáveis para análise bio-econômica. A pesca conta com três componentes básicos: 1) as entradas (o esforço de pesca); 2) as saídas (os desembarques); 3) os processos que relacionam as entradas com as saídas (modelos). O processamento dos dados de entrada com a ajuda dos modelos torna possível a predição das saídas. Um modelo somente é adequado quando se permite predizer a saída com uma precisão razoável. Sem dúvida, como é uma simplificação da realidade, poucas vezes, e só por casualidade será exato. ESTIMATIVAS DOS PARÂMETROS DE CRESCIMENTO E MORTALIDADE ANÁLISE DE DADOS HISTÓRICOS ANÁLISE DE DADOS HISTÓRICOS DADOS DE PESCA ESTABELECIMENTO DE NÍVEIS ÓTIMOS DE PESCA (RMS) ESTABELECIMENTO DE NÍVEIS ÓTIMOS DE PESCA (RMS) PREDIÇÃO DOS RENDIMENTOS PARA NÍVEIS ALTERNATIVOS DE EXPLOTAÇÃO ESTIMATIVAS DOS PARÂMETROS POPULACIONAIS ANÁLISE DE DADOS HISTÓRICOS COLETA DE DADOS HIPÓTESES 139 13.1. Modelos logísticos Utilizam menos parâmetros populacionais que os analíticos, pois consideram o estoque de peixes como uma biomassa homogênea e não levam em conta, por exemplo, a estrutura de comprimento ou de idade da população; 13.1.1. Modelo de Shaefer (1954) Tem a grande vantagem da simplicidade, os dados para a aplicação deste modelo são de fácil coleta e baseia-se no fato da biomassa de uma população tender a crescer até que seja alcançado o limite da capacidade de suporte do ambiente. A utilização deste modelo impõe o ajuste de dados de CPUE contra esforço resultando em regressão linear negativa com coeficiente de correlação significativo. Para calcularmos este modelo, utilizamos a equação: 2fbfaC Porém, temos que linearizar a equação para obter a equação da reta: bfa f C b a CMS 4 2 Captura máxima sustentável ou rendimento máximo sustentável (RMS) b a Eot 2 Esforço ótimo Eot CMS CPUEMS CPUE máxima sustentável 140 Exemplo: Calcular CMS, Eot, CPUEMS e curva de rendimento. x y 1990 546,7 1224 0,4467 1991 812,4 2202 0,3689 1992 2493,3 6684 0,3730 1993 4358,6 12418 0,3510 1994 6891,5 16019 0,4302 1995 6532,0 21552 0,3031 1996 4737,1 24570 0,1928 1997 5567,4 29441 0,1891 1998 5687,7 28575 0,1990 1999 5984,0 30172 0,1983 Anos C (ton) f (dias de pesca) C/f y = -0,000008x + 0,444454 R² = 0,774034 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 C/ f f (dias de pesca) Relação Ford-Walford a = 0,4445 b = -0,000008 r = -0,8798 r² = 0,7740 6174,38 000008,04 4445,0 4 22 b a CMS toneladas 27781,25 000008,02 4445,0 2 b a Eot dias de pesca 0,2223 25,27781 38,6174 Eot CMS CPUEMS ton/dia de pesca Curva de rendimento através da equação: 141 22 )000008,0(4445,0 fffbfaC Esforço Captura 0 0,00 3000 1261,50 6000 2379,00 9000 3352,50 12000 4182,00 15000 4867,50 18000 5409,00 21000 5806,50 24000 6060,00 27000 6169,50 30000 6135,00 33000 5956,50 36000 5634,00 39000 5167,50 42000 4557,00 45000 3802,50 48000 2904,00 51000 1861,50 54000 675,00 13.1.2. Modelo de rendimento de Fox Linearizamos a equação: bfaefC Obtemos: bfa f C e f C bfa ln 11 ae b RMS Rendimento máximo sustentável b Eot 1 Esforço ótimo Eot RMS CPUEMS CPUE máxima sustentável 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 C ap tu ra (t on ) Esforço (dias de pesca) Curva de redimento 142 Exemplo: Calcular RMS, Eot, CPUEMS e curva de rendimento utilizando os dados do exemplo anterior. x y 1990 546,7 1224 -0,8060 1991 812,4 2202 -0,9971 1992 2493,3 6684 -0,9861 1993 4358,6 12418 -1,0470 1994 6891,5 16019 -0,8435 1995 6532,0 21552 -1,1938 1996 4737,1 24570 -1,6461 1997 5567,4 29441 -1,6655 1998 5687,7 28575 -1,6142 1999 5984,0 30172 -1,6178 Anos C (ton) f (dias de pesca) ln (C/f) y = -0,0000x - 0,7578 R² = 0,7827 -1,80 -1,60 -1,40 -1,20 -1,00 -0,80 -0,60 -0,40 -0,20 0,00 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 ln (C /f) f (dias de pesca) Relação Ford-Walford a = -0,7578 b = -0,00003 r = -0,8847 r² = 0,7827 5747,46 00003,0 11 17578,01 ee b RMS a toneladas 33333,33 00003,0 11 b Eot dias de pesca 1724,0 33,33333 46,5747 Eot RMS CPUEMS ton/dia de pesca Curva de rendimento através da equação: fbfa efefC )00003,0(7578,0 143 Esforço Captura 0 0,00 3000 1285,07 6000 2348,93 9000 3220,14 12000 3923,98 15000 4482,81 18000 4916,38 21000 5242,10 24000 5475,34 27000 5629,59 30000 5716,73 33000 5747,17 36000 5730,02 39000 5673,25 42000 5583,80 45000 5467,72 48000 5330,27 51000 5175,96 54000 5008,74 57000 4831,96 60000 4648,50 Comparando os modelos de rendimento de Shaefer e de Fox observamos: Shaefer Fox a 0,4445 -0,7578 b -0,000008 -0,00003 r -0,8798 -0,8847 r² 0,7740 0,7827 CMS ou RMS 6174,38 5747,46 Eot 27781,25 33333,33 CPUEMS 0,2223 0,1724 De acordo com o valor de r (mais próximo de 1), o modelo que mais se ajusta aos dados é o de Fox. Depende do ambiente onde se está, da disponibilidade de mão-de-obra, o modelo de Fox apresenta menor lucro e mais gente trabalhando. 13.2. Modelos analíticos Se baseiam em uma descrição mais detalhada do estoque e tem maiores exigências em termos de qualidade e quantidade de dados de entrada. Em compensação considera-se que suas predições são mais seguras. 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 C ap tu ra (t on ) Esforço (dias de pesca) Curva de redimento 144 Estes modelos padronizam o conhecimento da idade dos peixesnas capturas, por exemplo, quantos peixes de um ano, de dois anos e assim por diante. As idéias que fundamentam os modelos analíticos são as seguintes: 1) se existem poucos peixes velhos, o estoque está sobreexplotado e deveria reduzir a pressão da pesca; 2) se existem muitos peixes velhos, o estoque está subexplotado e deveria capturar uma maior quantidade de peixes para obter o rendimento máximo sustentável. Os modelos analíticos são modelos estruturados por idade que utilizam conceitos como taxas de mortalidade e de crescimento corporal. 13.2.1. Modelo de rendimento por recruta de Beverton e Holt (1957) Pressupostos: 1) o recrutamento é constante mesmo quando não é especificado; 2) todos os peixes de uma coorte nascem na mesma data; 3) o recrutamento e a seleção instantâneos, ou seja, do tipo “fio de navalha”; 4) as mortalidades por pesca e natural são constantes, desde a fase de entrada na exploração; 5) o estoque é homogêneo; 6) a relação peso-comprimento tem expoente 3 (crescimento isométrico): 3LtWt A história de vida de uma coorte qualquer é como segue: 1 – Na idade tr todos os peixes que pertencem a uma dada coorte são recrutados ao mesmo tempo (recrutamento fio de navalha); 2 – Da idade tr à idade tC a coorte não está exposta à mortalidade por pesca; 3 – Na idade tC “idade de 1ª captura” supõe-se que a coorte está totalmente exposta à mortalidade por pesca F. 145 O número de sobreviventes na idade tr corresponde aos recrutamentos a pesca: rtNR Número de sobreviventes em tC: rC ttMC eRtN rC ttFMC etNtN CrC ttFMttMeRtN A fração do recrutamento total que sobrevive até a idade t se obtém dividindo os dois lados da equação por R: R eR R tN CrC ttFMttM CrC ttFMttMe R tN Este modelo fornece o número de peixes no tempo t “por recruta”, ou seja, a fração de cada peixe que se recruta a pescaria. Para este modelo partimos da equação de captura: tttt NFtC , Este modelo dá o número de peixes capturados de uma coorte no período de tempo de t a t+∆t, quando ∆t é pequeno. Para obter o rendimento em peso, este número deve ser multiplicado pelo peso individual. Para ∆t pequeno: ttttt WNFty , Onde: 146 W(t) = o peso do peixe de t anos de idade. Para obter-se o rendimento por recruta para o período de tempo t a ∆t, dividimos a equação pelo número de recrutas: tW R N F R y t tttt , Para obter o rendimento total por recruta para toda a vida da coorte, y/R se deve somar todas as pequenas contribuições: R y R y R y R y R y tnttntttttttttttt CCCCCCCC ,13,22,, Onde n é um número muito grande, de modo que tntC N é tão pequeno que pode ser ignorado. Para facilitar os cálculos transformamos a equação acima em: kZ S kZ S kZ S Z WeF R y rC ttM 32 331 32 Onde: 0ttk CeS k = coeficiente de crescimento de Von Bertalanffy; t0 = idade inicial; tC = idade de 1ª captura; tr = idade de recrutamento; W∞ = peso máximo teórico; F = mortalidade por pesca; M = mortalidade natural; Z = F+M = mortalidade total. Exemplo: k = 0,37 ao ano M = 1,1 ao ano tC = 1 ano tr = 0,4 ano t0 = -0,2 ano W∞ = 286 g 147 Calculamos o valor de y/R para cada valor de F e construímos a curva de rendimento por recruta: F y/R 0,0 0,0000 0,2 3,3256 0,4 5,1757 0,6 6,2580 0,8 6,9135 1,0 7,3193 1,2 7,5733 1,4 7,7317 1,6 7,8286 1,8 7,8850 2,0 7,9146 2,2 7,9259 2,4 7,9250 2,6 7,9158 2,8 7,9010 3,0 7,8825 3,2 7,8617 3,4 7,8395 3,6 7,8165 3,8 7,7932 4,0 7,7700 Se utilizarmos o mesmo exemplo, só que desta vez M = 2 obtemos: F y/R 0,0 0,0000 0,2 0,7905 0,4 1,3738 0,6 1,8150 0,8 2,1557 1,0 2,4238 1,2 2,6380 1,4 2,8117 1,6 2,9543 1,8 3,0726 2,0 3,1718 2,2 3,2557 2,4 3,3273 2,6 3,3887 2,8 3,4419 3,0 3,4882 3,2 3,5288 3,4 3,5645 3,6 3,5960 3,8 3,6241 4,0 3,6491 Se plotarmos as duas curvas no mesmo gráfico teremos: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 y/ R F Curva de rendimento por recruta 0 1 1 2 2 3 3 4 4 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 y/ R F Curva de rendimento por recruta 148 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 y/ R F Curva de rendimento por recruta M=1,1 M=2 Consideramos o melhor modelo aquele que apresenta a melhor captura e o maior rendimento por recruta. No caso, a captura para M = 1,1 é compensatória pois o rendimento por recruta é maior, os indivíduos que sofreriam mortalidade natural para um M maior estão sendo capturados. Já para M = 2 os peixes estão ficando mais tempo no estoque e desta forma estão mais susceptíveis à mortalidade natural, e desta forma o rendimento de captura é menor. 1144.. MMAANNEEJJOO PPEESSQQUUEEIIRROO O manejo pesqueiro pode ser feito das seguintes formas: 1) Manipulação da população (Nt): a) estocagem; b) retirada. 2) Manipulação do habitat: a) manipulação de abrigos; b) manipulação de locais de desova, criadouros naturais; c) manipulação do nível; d) manipulação de macrófitas. 3) Controle da pesca: a) interdição temporal da pesca; 149 b) controle do tamanho de captura; c) interdição espacial da pesca; d) interdição de aparelhos de pesca; e) controle do esforço de pesca; f) controle do tamanho do pescado. 1155.. AADDMMIINNIISSTTRRAAÇÇÃÃOO DDEE EESSTTOOQQUUEESS As funções da administração pesqueira são: 1) Coletar e avaliar fatos relativos aos recursos pesqueiros (investigações e estatísticas de produção); 2) Propiciar informações ao público (divulgação de documentos científicos de pesquisas realizadas); 3) Proteger e melhorar os ambientes aquáticos; 4) Construção e manutenção da infra-estrutura pesqueira (construção de instalações destinadas à prestação dos serviços demandados); 5) Regulamentação da pesca (imposição de medidas para proteção dos recursos pesqueiros); 6) Assegurar o cumprimento de disposições legais (fiscalização e punição dos infratores); 7) Propagação e distribuição dos recursos pesqueiros (produção e transição da pesca para aquicultura, repovoamento); 8) Assistência econômica e social aos pescadores (prestar assistência através de escolas e serviços médicos); 9) Proteção às indústrias de pesca (fornecer proteção econômica às indústrias de pesca); 10) Controle sanitário do pescado (estabelecimento de padrões de qualidade do pescado). 150 1166.. AANNÁÁLLIISSEE QQUUAANNTTIITTAATTIIVVAA EEMM AAQQUUIICCUULLTTUURRAA 16.1. Estimativas de biomassa Com os dados de Lt podemos estimar a curva de crescimento. kteLLt 1 Com Lt e Wt, podemos determinar a relação peso-comprimento LtWt Onde: = fator de condição: 3Lt Wt crescimento isométrico ou bLt Wt crescimento alométrico; = constante igual a 3. Curva de crescimento em peso: kteWWt 1 Onde: LW Se a taxa de sobrevivência S*(∆t)for constante: TtSRNt * para WtNtBt e CtTt Onde: Bt = biomassa total no instante T. Desta forma a biomassa instantânea (Bt) é calculada da seguinte maneira: 11* tTkT eWtSRBt ou 11 tTkM eWeRBt Onde: R = número de recrutas; M = -ln(S*(∆t)) = mortalidade; k = coeficiente de crescimento. 151 01 ' ' t b a t e L LtL k t ln 1 0 Biomassa máxima: kM k kM M WeRBm k M Mt1 Instante de biomassa máxima: 1ln 1 t kM M k TBm Índice de rendimento em biomassa: Bm B T Bm I Biomassa acumulada em várias despescas: 11ln1 1 ttkMt eeWRt kM M k Ba Exemplo: Calcular a biomassa máxima, instante de biomassa máxima e índice de rendimento em biomassa. R = 150 indivíduos. 0 150 0,8 0,01 1 100 3,1 0,57 2 92 4,9 2,20 3 82 6,2 4,50 4 55 7,1 6,80 5 37 7,8 9,00 6 34 8,4 11,30 7 30 8,8 12,90 8 20 9,1 14,30 9 16 9,3 15,30 Tempo (meses) N (ind) Lt (cm) Wt (g) 1º passo: Fazer regressão entre t e ln(Nt) para encontrar o valor de M, já que M = Z porque não há mortalidade por pesca: 152 0 150 0,8 0,01 5,0106 1 100 3,1 0,57 4,6052 2 92 4,9 2,20 4,5218 3 82 6,2 4,50 4,4067 4 55 7,1 6,80 4,0073 5 37 7,8 9,00 3,6109 6 34 8,4 11,30 3,5264 7 30 8,8 12,90 3,4012 8 20 9,1 14,30 2,9957 9 16 9,3 15,30 2,7726 Tempo (meses) N (ind) Lt (cm) Wt (g) ln (Nt) y = -0,2427x + 4,9781 R² = 0,9830 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ln (N t) t Relação Ford-Walford a = 4,9781 b = -0,2427 r = -0,9915 r² = 0,9830 2427,02427,0 bM 2º passo: Fazer regressão entre Lt e Lt+∆t para encontrar k e L∞: 0 150 0,8 0,01 5,0106 3,1 1 100 3,1 0,57 4,6052 4,9 2 92 4,9 2,20 4,5218 6,2 3 82 6,2 4,50 4,4067 7,1 4 55 7,1 6,80 4,0073 7,8 5 37 7,8 9,00 3,6109 8,4 6 34 8,4 11,30 3,5264 8,8 7 30 8,8 12,90 3,4012 9,1 8 20 9,1 14,30 2,9957 9,3 9 16 9,3 15,30 2,7726 - Tempo (meses) N (ind) Lt (cm) Wt (g) ln (Nt) Lt+∆t 153 y = 0,7456x + 2,5332 R² = 0,9997 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Lt +∆ t Lt Relação Ford-Walford a = 2,5332 b = 0,7456 r = 0,9998 r² = 0,9997 0,29367456,0lnln bk ao mês 9,9575 7356,01 5332,2 1 b a L cm 3º passo: Fazer regressão entre t* e Lt* para encontrar t0 e t1: L LtL Lt ln* 0 150 0,8 0,01 5,0106 3,1 0,0000 -0,0838 1 100 3,1 0,57 4,6052 4,9 0,0833 -0,3730 2 92 4,9 2,20 4,5218 6,2 0,1667 -0,6774 3 82 6,2 4,50 4,4067 7,1 0,2500 -0,9746 4 55 7,1 6,80 4,0073 7,8 0,3333 -1,2484 5 37 7,8 9,00 3,6109 8,4 0,4167 -1,5294 6 34 8,4 11,30 3,5264 8,8 0,5000 -1,8552 7 30 8,8 12,90 3,4012 9,1 0,5833 -2,1520 8 20 9,1 14,30 2,9957 9,3 0,6667 -2,4520 9 16 9,3 15,30 2,7726 - 0,7500 -2,7176 t* Lt* Tempo (meses) N (ind) Lt (cm) Wt (g) ln (Nt) Lt+∆t 154 y = -3,5312x - 0,0821 R² = 0,9998 -3,00 -2,50 -2,00 -1,50 -1,00 -0,50 0,00 0 0 0 0 0 1 1 1 1 Lt * t* Relação Ford-Walford a’ = -0,0821 b’ = -3,5312 r’ = -0,9999 r²’ = 0,9998 -0,2853 9,9575 0,8-9,9575 ln 0,2936 1 ln 1 0 L LtL k t anos 0,30850,2853- 3,5312- 0,0821- ' ' 01 t b a t anos 4º passo: Fazer regressão potencial entre Lt e Wt para encontrar θ, ϕ e W∞: y = 0,0194x2,9890 R² = 1,0000 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 W t Lt Regressão potencial ϕ = 0,0194 θ = 2,9890 r = 1,0000 r² = 1,0000 18,67589,95750194,0 2,9890 LW g 155 5º passo: Calcular biomassa máxima: kM k kM M WeRBm k M Mt1 2,989 0,2936 0,2427 0,30850,2427 0,29362,9890,2427 0,29362,989 0,29362,9890,2427 0,2427 18,6758150 eBm 410,9390Bm g 6º passo: Calcular o instante de biomassa máxima: 1ln 1 t kM M k TBm 4,90120,3085 0,29362,9890,2427 0,2427 ln 0,2936 1 BmT meses 7º passo: Calcular o índice de rendimento em biomassa: 83,8443 4,9012 410,9390 Bm B T Bm I 16.2. Arraçoamento Quantidade de ração a ser fornecida. Quantidade de ração = A*(∆t) B(t) Onde: A*(∆t) = taxa de alimento. 16.3. Curvas bioeconômicas Seja P$(t) o valor econômico da unidade de biomassa de indivíduos com idade tC. Para despesca no instante T temos: TBtTPTB C $$ = Biomassa vendida 156 D$(T) = despesa acumulada total TDTBTL $$$ = Lucro Índice de rendimento em lucro: mLT mL I $ $ $ Onde: mL$ = lucro máximo; mLT $ = instante de lucro máximo. Lucro acumulado em várias despescas: TL T T aL mL $$ $ Índice de rendimento acumulado: amLT amL aI $ $ $ amL$ = lucro acumulado máximo; amLT $ = instante de lucro acumulado máximo.