Displace: a dynamic, individual-based model for spatial fishing planning and effort displacement--integrating underlying fish population models

We previously developed an individual-based model evaluating the bio-economic efficiency of fishing vessel movements from recent high resolution spatial fishery data. The assumption was constant underlying resource availability. Now, an advanced version considers the underlying size-based dynamics of the targeted stocks for Danish and German vessels harvesting the North Sea and Baltic Sea fish stocks. The stochastic fishing process is specific to the vessel catching power and to the encountered population abundances, based on disaggregated research survey data. The impact of the effort displacement on the fish stocks and the vessels' economic consequences were evaluated by simulating individual choices of vessel speed, fishing grounds, and ports. Some scenarios led to increased energy efficiency and profit while others such as fishing closures or fishermen optimization sometimes lowered the revenue by altering the spatiotemporal effort allocation. On an individual scale, the simulations led to gains and losses due to either the interactions between vessels or to the alteration of individual patterns. We demonstrate that integrating the spatial activity of vessels and fish abundance dynamics allow for more realistic predictions of fishermen behaviour, profits, and stock abundance. L'effet relatif de scenarios variant l'allocation spatiale de l'effort individuel de bateaux de peche, en terme de consommation de carburants, d'efficacite energetique, de soutenabilite des captures, ou de profitabilite des pecheries est etudie par le biais d'un modele spatialement explicite et individu-centre. La version avancee du modele presentee ici considere maintenant la dynamique sous-jacente d'un certain nombre de stocks peches par les bateaux de peche danois et allemands a travers la Mer du Nord et la Mer Baltique. Le processus stochastique inclus la depletion locale des stocks specifique a chaque bateau selon sa capacite de peche propre et a l'abondance rencontree sur chaque site, utilisant des donnees issues de campagnes scientifiques en mer. Les consequences sur la mortalite des stocks et sur l'economie des bateaux sont evaluees ici a une echelle spatio-temporelle fine en simulant des alternatives quant-aux choix individuels. Certains des scenarios testes conduisent a une meilleure efficacite energetique et economique, alors que d'autres conduisent a de mauvais choix d'allocation d'effort en terme d'efficacite. A l'echelle individuelle, les simulations conduisent a des gains ou bien des pertes, s'expliquant soit par des interactions techniques entre bateaux pour les memes stocks, soit du fait de l'alteration des schemas individuels d'allocation. Nous demontrons dans cette etude qu' integrer la dimension spatio-temporelle des bateaux avec la dynamique sous-jacente des stocks de poissons permet de predire le comportement de peche, les profits et les abondances de facon plus aboutie.
Introduction The growing use of incentive-based fishery management approaches (e.g., Fulton et al. 2011; Ulrich et al. 2012) calls for new generation of bio-economic multistock-multifishery models that can be used [...]