Rapid assessment of management options for promoting stock rebuilding in data-poor species under climate change

Conserv Biol. 2020 Jun;34(3):611-621. doi: 10.1111/cobi.13427. Epub 2019 Dec 24.

Abstract

The development of species recovery plans requires considering likely outcomes of different management interventions, but the complicating effects of climate change are rarely evaluated. We examined how qualitative network models (QNMs) can be deployed to support decision making when data, time, and funding limitations restrict use of more demanding quantitative methods. We used QNMs to evaluate management interventions intended to promote the rebuilding of a collapsed stock of blue king crab (Paralithodes platypus) (BKC) around the Pribilof Islands (eastern Bering Sea) to determine how their potential efficacy may change under climate change. Based on stakeholder input and a literature review, we constructed a QNM that described the life cycle of BKC, key ecological interactions, potential climate-change impacts, relative interaction strengths, and uncertainty in terms of interaction strengths and link presence. We performed sensitivity analyses to identify key sources of prediction uncertainty. Under a scenario of no climate change, predicted increases in BKC were reliable only when stock enhancement was implemented in a BKC hatchery-program scenario. However, when climate change was accounted for, the intervention could not counteract its adverse impacts, which had an overall negative effect on BKC. The remaining management scenarios related to changes in fishing effort on BKC predators. For those scenarios, BKC outcomes were unreliable, but climate change further decreased the probability of observing recovery. Including information on relative interaction strengths increased the likelihood of predicting positive outcomes for BKC approximately 5-50% under the management scenarios. The largest gains in prediction precision will be made by reducing uncertainty associated with ecological interactions between adult BKC and red king crab (Paralithodes camtschaticus). Qualitative network models are useful options when data are limited, but they remain underutilized in conservation.

Evaluación Rápida de las Opciones de Manejo para la Promoción de la Recuperación de Especies con Deficiencia de Datos bajo el Cambio Climático Resumen El desarrollo de los planes de recuperación de especies requiere de la consideración de los resultados probables de las diferentes intervenciones de manejo, pero los efectos agravantes del cambio climático rara vez están incluidos en esta evaluación. Examinamos cómo los modelos cualitativos de redes (QNMs) pueden implementarse para apoyar la toma de decisiones cuando los datos, el tiempo y el financiamiento sufren limitaciones que restringen el uso de métodos cuantitativos más demandantes. Usamos los QNMs para evaluar las intervenciones de manejo con la intención de promover el repoblamiento del colapsado cangrejo rey azul (Paralithodes platypus) (BKC) alrededor de las islas Pribilof (oriente del Mar de Bering) y así determinar cómo su eficiencia potencial puede modificarse bajo el cambio climático. Con base en aportaciones de los grupos de interés y una revisión bibliográfica construimos una QNM que describía el ciclo de vida del BKC, sus interacciones ecológicas importantes, impactos potenciales del cambio climático, fortalezas relativas de interacción, y la incertidumbre en relación con las fortalezas de interacción y la presencia de vínculos. Realizamos análisis de sensibilidad para identificar las fuentes clave de incertidumbre en la predicción. Bajo un escenario de ausencia de cambio climático, los incrementos pronosticados en la población de BKC fueron confiables solamente cuando el reforzamiento de la población se realizó en un escenario de programa de cultivo de BKC. Sin embargo, cuando se incluyó el cambio climático, la intervención de conservación no pudo contrarrestar los impactos adversos del cambio climático, lo cual tuvo un efecto negativo generalizado sobre los BKC. Los escenarios de manejo restantes estuvieron relacionados con los cambios en los esfuerzos de pesca sobre los depredadores del BKC. Para los estos últimos escenarios, los resultados de la población de BKC no fueron confiables, pero el cambio climático disminuyó todavía más la probabilidad de observar una recuperación. La inclusión de información sobre las fortalezas relativas de interacción incrementó la posibilidad de predecir los resultados de la población de BKC en ∼ 5 - 50% bajo los escenarios de manejo. Las mayores ganancias en la precisión de la predicción se lograrán reduciendo la incertidumbre asociada con las interacciones ecológicas entre los BKC adultos y el cangrejo rey rojo (Paralithodes camtschaticus). Los modelos cualitativos de redes son opciones útiles cuando los datos son limitados, pero permanecen subutilizados en la conservación.

制定物种恢复计划时需要考虑不同管理干预措施可能产生的结果, 但气候变化在其中的复杂影响仍很少得到评估。我们研究了当数据、时间和资金方面的限制导致严格的定量方法使用受限时, 应如何利用定性网络模型来支持决策。本研究用定性网络模型评估了旨在促进普里比洛夫群岛周围 (白令海东部) 蓝帝王蟹 (Paralithodes platypus) 崩溃种群重建的管理干预措施, 以确定这类方法在气候变化背景下的潜在效果。基于利益相关者提供的信息和文献综述, 我们构建了一个定性网络模型, 来描述蓝帝王蟹的生命周期、关键生态互作、潜在的气候变化影响、相关互作强度, 以及互作强度和连接的不确定性, 并通过敏感性分析确定了预测不确定性的主要来源。结果表明, 在不考虑气候变化的情况下, 只有实施蓝帝王蟹孵化项目带来种群增长时, 预测结果才显示出可靠的种群数量上升。但考虑气候变化的情况下, 干预措施并不能抵消气候变化的不利影响, 蓝帝王蟹总体上仍受到负面影响。其余管理情景还与对蓝帝王蟹捕食者的捕捞量变化有关, 虽然它们预测的蓝帝王蟹保护结果并不可靠, 但气候变化还是会进一步降低物种恢复的可能性。加入相关互作强度的信息可以使管理情景下预测蓝帝王蟹有效恢复的可能性增长约 5-50%。减少成年蓝帝王蟹与红帝王蟹 (Paralithodes camtschaticus) 之间生态互作的不确定性可以最大程度地提升预测精度。定性网络模型在数据有限的情况下十分有用, 但在保护中尚未得到充分利用。【翻译: 胡怡思; 审校: 聂永刚】.

Keywords: Paralithodes platypus; acidificación oceánica; análisis de ciclos; conceptual model; loop analysis; modelo conceptual; modelos cualitativos de redes; ocean acidification; qualitative network models; recuperación de especies; species recovery; 回路分析; 定性网络模型; 概念模型; 海洋酸化; 物种恢复; 蓝帝王蟹 (Paralithodes platypus).

Publication types

  • Research Support, Non-U.S. Gov't

MeSH terms

  • Animals
  • Anomura*
  • Climate Change*
  • Conservation of Natural Resources
  • Uncertainty