Contributions géostatistiques à la biologie halieutique

Geostatistical contributions to fishery biology

• Auteur / Autrice : Mathieu Woillez
• Direction : Jacques Rivoirard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géostatistique
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Paris, ENMP

Mots clés

Mots clés contrôlés

Distribution (théorie des probabilités)

Statistique démographique

Gestion des stocks

Ressources halieutiques

Résumé

Le travail, basé sur les données de campagnes scientifiques de pêche, est divisé en deux parties. La première partie est une approche par indicateurs visant à suivre l’état des stocks. On a sélectionné des indices décrivant la distribution spatiale d'une population halieutique. Ces indices ne dépendent pas d'une délimitation arbitraire du champ, la contribution d'un échantillon nulle de densité de poissons valant zéro. Appliqués au merlu du golfe de Gascogne, ces indices permettent de décrire sa dynamique spatiale. Ces indices spatiaux sont des indicateurs de la dynamique de la population, ainsi qu'en témoignent des corrélations significatives avec des paramètres démographiques, observées sur une variété de stocks européens. De façon à assurer un meilleur suivi de l'état d'un stock, indices spatiaux et biologiques ont été combinés par la méthode des « Min-max Autocorrelation Factors », qui vise à extraire les composantes les plus continues dans le temps. Cette technique a été appliquée sur la morue de mer du Nord et l'anchois du golfe de Gascogne. La seconde partie vise à évaluer, dans l'estimation d'abondances à partir de campagnes acoustiques, la part d'incertitude provenant de l'échantillonnage spatial. L'estimation de l'abondance provient du signal acoustique et de facteurs biologiques, il est nécessaire de combiner les incertitudes des deux sources. On a recours à des simulations géostatistiques conditionnelles de modèles multivariés spécifiques (à base de simulations gaussiennes transformées et d'un échantillonneur de Gibbs pour traiter les valeurs nulles d’acoustique). La méthode a été appliquée au hareng des îles Shetland et à l'anchois du golfe de Gascogne.

The work, based on several fisheries research survey data, is divided into two parts. The first part is an indicators approach aiming at monitor stocks. A number of indices describing the spatial distribution of a fish population has been selected. These indices do not depend on an arbitrary delimitation of the domain, by receiving a zero contribution from the zero density data samples. In the example of hake in the Bay of Biscay, these indices allow us to describe its spatial dynamics. Such spatial indices are also related to the population dynamic, as shown by some significant correlations with demographic parameters observed for a variety of European stocks. In order to ensure a better monitoring of the stock status, spatial and biological indices have been combined through Min/max Autocorrelation Factors that aim at reducing white noise by extracting the most time-continuous components. This technique has been applied to cod in the North Sea and to anchovy in the Bay of Biscay. The second part aims at evaluating the part of uncertainty coming from the spatial sampling pattern, when estimating abundances from acoustic surveys. The estimation of the abundance is derived from the acoustic backscattering recorded along transects together with biological factors measured at trawl stations, and it is necessary to combine the uncertainties from both sources. This has been done by performing geostatistical conditional simulations within specific multivariate models (based on transformed Gaussian simulations and on a Gibbs sampler to handle the numerous zero acoustic values). The method has been applied to herring around the Shetlands and to anchovy in the Bay of Biscay.