A modeling framework for stock assessment and harvest strategy evaluation for the Northwest Atlantic Fisheries Organisation Subarea 0+1 (offshore) Greenland Halibut (Reinhardtius hippoglossoides) fishery

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dc.contributor.author

Johnson, Samuel D. N.

Cox, Sean P.

dc.date.accessioned

2024-01-08T13:09:43Z

dc.date.available

2024-01-08T13:09:43Z

dc.date.issued

2023

dc.description.abstract - en

This paper presents an assessment modeling framework that integrates all available fishery monitoring and survey data into a Spatially Implicit Statistical Catch-At-Length (SISCAL) operating model for Northwest Atlantic Fishery Organization (NAFO) Subareas 0+1 (offshore) Greenland Halibut (GH-0+1). The model is subsequently used to provide both an assessment of stock status and productivity as well as a closed loop simulation framework for evaluating GH-0+1 feedback harvest strategies. The SISCAL model fit reasonably well to GH-0+1 data, as determined by standard goodness of fit metrics, although some sensitivities and data issues were noted. The retrospective behaviour of the model was also within reason. Simulation evaluation self-tests also showed that the model was unlikely to be biased over a large number of simulated data sets. After model testing, SISCAL was used to condition a closed-loop simulation framework for testing GH-0+1 management procedures against performance metrics based on NAFO precautionary approach fishery management policy. As an illustrative example, we defined an adaptive model/index-based management procedure that set total allowable catches on a biennial basis, using decision rule parameters that were updated via simulated SISCAL stock assessments every 6 years. Simulated SISCAL stock assessments were fit to historical and simulated catch and biological data from six commercial fleets, differing by nation and gear type, and stock indices and length compositions from three fishery independent surveys. The three surveys included two existing offshore (NAFO Divisions 0A1CD) and inshore (NAFO Divisions 1A to F) research vessel surveys, as well as an additional proposed survey that will begin in 2022 and was assumed to encounter small fish in inshore waters of Divisions 0A and 0B. For comparison, a non-adaptive index-based method was also tested, where decision rule parameters are based off the initial SISCAL model for the entire simulation. The adaptive procedure performed well, keeping biomass above the limit reference point of 𝐵lim = 0.3Bmsy in all simulations, and avoiding the limit fishing mortality rate 𝐹lim = 𝐹msy with high probability. In contrast, the non-adaptive procedure ended up slightly overfishing the GH-0+1 stock, with biomass appearing to continue declining past the end of the simulation. Moreover, the non-adaptive procedure had a roughly neutral probability of exceeding 𝐹lim, making it unacceptable under NAFO policy. We close with recommendations for future work to expand this framework to a full management strategy evaluation, enabling the development of a full harvest strategy for the GH-0+1 fishery consistent with fishery management policy.

dc.description.abstract-fosrctranslation - fr

Le présent document décrit un cadre de modélisation pour l’évaluation du flétan du Groenland de la sous-zone 0+1 (au large des côtes) de l’Organisation des pêches de l’Atlantique Nord Ouest (OPANO) à l’aide d’un modèle opérationnel statistique à référence spatiale des prises selon la longueur (SRSPSL) qui intègre toutes les données disponibles tirées d’activités de surveillance des pêches et de relevés. Ce modèle est ensuite utilisé pour fournir une évaluation de la productivité et de l’état du stock, ainsi qu’un cadre de simulation en boucle fermée visant à évaluer les stratégies de pêche du flétan du Groenland dans la sous-zone 0+1 en fonction de la rétroaction. Le modèle SRSPSL est raisonnablement bien ajusté aux données sur le flétan du Groenland de la sous-zone 0+1, comme le montrent les paramètres standard de la qualité de l’ajustement, malgré quelques sensibilités et problèmes de données observés. Le comportement rétrospectif du modèle était également raisonnable. Les autotests de simulation et d’évaluation ont également indiqué qu’il était peu probable que le modèle soit biaisé pour un grand nombre d’ensembles de données simulés. Après la réalisation des tests, nous avons utilisé le modèle SRSPSL pour conditionner un cadre de simulation en boucle fermée afin de mettre à l’essai les procédures de gestion du flétan du Groenland dans la sous-zone 0+1 par rapport aux paramètres de rendement reposant sur la politique de gestion des pêches selon l’approche de précaution de l’OPANO. À titre d’exemple, nous avons défini une procédure de gestion fondée sur un modèle/indice adaptatif qui fixe les totaux autorisés des captures sur une base bisannuelle, en utilisant des paramètres de règles de décision mis à jour tous les six ans par l’entremise d’évaluations du stock simulées grâce au modèle SRSPSL. Ces évaluations ont été ajustées aux données biologiques et aux données sur les prises antérieures et simulées provenant de six flottilles commerciales, différentes de par la nation et le type d’engin, ainsi qu’aux données sur la composition selon la longueur et aux indices du stock provenant de trois relevés indépendants de la pêche : deux relevés existants menés par des navires de recherche au large des côtes (divisions 0A et 1CD de l’OPANO) et dans les eaux côtières (divisions 1A à F de l’OPANO), ainsi qu’un relevé supplémentaire proposé, qui débutera en 2022 et qui devrait cibler les petits poissons dans les eaux côtières des divisions 0A et 0B. À titre de comparaison, nous avons également testé une méthode fondée sur un indice non adaptatif, selon laquelle les paramètres de règles de décision reposent sur le modèle SRSPSL initial pour toute la simulation. La procédure adaptative a donné de bons résultats, maintenant la biomasse au-dessus du point de référence limite 𝐵lim = 0,3𝐵rmd dans toutes les simulations et avec une forte probabilité d’éviter le taux de mortalité par pêche limite 𝐹lim = 𝐹rmd. En revanche, la procédure non adaptative a abouti à une légère surpêche du stock de flétan du Groenland de la sous-zone 0+1; la biomasse semblait continuer à diminuer après la fin de la simulation. En outre, la procédure non adaptative avait une probabilité à peu près neutre de dépasser 𝐹lim, ce qui la rendait inacceptable en vertu de la politique de l’OPANO. Nous concluons le document par des recommandations de travaux futurs visant à étendre ce cadre à une évaluation complète de la stratégie de pêche, ce qui permettrait d’élaborer une stratégie de pêche complète pour le stock de flétan du Groenland de la sous-zone 0+1 conforme à la politique de gestion de la pêche.

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dc.identifier.citation

Johnson, S.D.N, and Cox, S.P. 2023. A modeling framework for stock assessment and harvest strategy evaluation for the NAFO 0+1 (offshore) Greenland Halibut (Reinhardtius hippoglossoides) fishery. DFO Can. Sci. Advis. Sec. Res. Doc. 2023/039. iv + 88 p.

dc.identifier.govdoc

Fs70-5/2023-039E-PDF

dc.identifier.isbn

9780660488103

dc.identifier.issn

1919-5044

dc.identifier.uri

https://waves-vagues.dfo-mpo.gc.ca/library-bibliotheque/41118145.pdf

https://open-science.canada.ca/handle/123456789/1518

dc.language.iso

en

dc.publisher

Fisheries and Oceans Canada, Canadian Science Advisory Secretariat

dc.relation.istranslationof

https://open-science.canada.ca/handle/123456789/1519

dc.subject - en

Nature and environment

Water

dc.subject - fr

Nature et environnement

Eau

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dc.title - en

A modeling framework for stock assessment and harvest strategy evaluation for the Northwest Atlantic Fisheries Organisation Subarea 0+1 (offshore) Greenland Halibut (Reinhardtius hippoglossoides) fishery

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Report

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