Drivers, dynamics and management of Eastern Baltic cod (Gadus morhua) reproduction habitat

von Dewitz, Burkhard ORCID

The overall aim of my thesis was to improve our understanding of environmental drivers causing the dynamics of the Eastern Baltic cod reproduction habitat and to assess their relevance for a possible application in the sustainable stock management. A novel approach to map the reproductive habitat of Eastern Baltic cod, the Buoyancy Depending Reproductive Layers (BDRL), was developed and used to propose an alternative stock indicator, the effective Spawning Stock Biomass (eSSB). The eSSB was found to improve the fit of a recruitment model compared to the model using the conventional Spawning Stock Biomass. Oxygen depletion was also negatively impacting the available size of nursery areas for juveniles. The mechanism was able to partly explain the observed decline of the condition of juveniles in the nursery areas, because a high population density in the remaining habitat could increase the impact of density depending effects. Furthermore, by the application of the novel approach of BDRLs the spawning habitat was shown to be sensitive to eutrophication and that this sensitivity is strongly depending on the size of the female spawner using the habitat. As predicted, the BDRL approach was superior to the “classic” approach, the Reproductive Volume (RV) because it was more sensitive to environmental change, able to incorporate stock structure, was not overestimating the spawning habitat in the eastern spawning areas and could provide estimates of other stressors depending on the female spawner size. Due to a permanently installed measurement platform in the Arkona Basin, the new methodology could be used to establish a new environmental indicator on the spawning habitat conditions. It was recommended to be used in future stock assessments.

Das Ziel dieser Arbeit war unser Verständnis der treibenden Umweltparameter dieser Entwicklung und ihrer Dynamic zu verbessern und sie auf eine mögliche Nutzung im Zusammenhang mit einem nachhaltigen Management des Bestandes zu überprüfen. Entwickelt wurde eine neue Methode die das Laichhabitat des Ostseedorsches mit der Hilfe von Dichteflächen kartiert, die dem Auftrieb von Dorscheiern entsprechen (the Buoyancy Depending Reproductive Layer approach). Es konnte nachgewiesen werden, dass der eSSB die Anpassung eines Rekrutierungsmodells des Ricker-Typs gegenüber dem konventionellen SSB, der keine Umweltparameter einfließen lässt, verbessert. Die proportionale Nutzung der an die Laichgebiete wurde zusätzlich stark davon beeinflusst, dass Individuen während der Ei und Larvenphase mit den Wasserströmungen verdriftet wurden. Es wurde weiterhin festgestellt, dass das Laichhabitat sensitiv gegenüber Änderungen des Eutrophierungsgrades der Ostsee reagiert und das diese Reaktion unterschiedlich stark ausfällt, abhängig von der Größe des Rogners. Im Vergleich mit dem herkömmlichen Ansatz zur Einschätzung der Umweltbedingungen ist die neue Methode als überlegen anzusehen: Sie reagiert sensibler gegenüber Änderungen in den Umweltbedingungen, kann die Demographische Struktur des Bestandes berücksichtigen, überschätzt nicht die Größe des Habitats in den östlichen Laichgebieten und ist in der Lage Stressfaktoren abzuschätzen, die die Rognergröße berücksichtigen. Durch Nutzung vorhandener und betriebsbereiter Überwachungstechnik, eine dauerhaft installierte Messplattform für abiotische Umweltparameter im Arkona Becken, konnte die neue BDRL-Methode außerdem für die Entwicklung eines neuen Umweltindikators, der die Bedingungen im Laichhabitat jedes Jahr abschätzt, herangezogen werden. Dieser Indikator wird in dieser Arbeit dafür empfohlen in den routinemäßigen Bestandsanalysen als Umweltfaktor in den Rekrutierungsmodellen genutzt zu werden.

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von Dewitz, Burkhard: Drivers, dynamics and management of Eastern Baltic cod (Gadus morhua) reproduction habitat.

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