Sampling effects on the effectiveness of ecological indicators in detecting fishery-induced community changes

Effective ecological indicators (EI) should reflect changes to ecosystem status in a timely manner to guide fisheries management; however, the robustness of EIs in the face of sampling uncertainty is not well understood and sampling errors may result in delayed or even unhelpful actions for management. In this study, we use a size-spectrum model to evaluate the effectiveness of EIs in detecting fishery-induced ecosystem changes given various levels of sampling uncertainty. We demonstrate that there is a time-lag that exists between changes in fishing pressure and EI response. The selectivity of survey gears can strongly determine the level of EI responses within certain size ranges. EIs may lose statistical power once sampling errors exceed a certain level, implying that several decades of monitoring data may be needed to be sure of detecting even a large change. Multivariate methods can strengthen the statistical powers of EIs, but only when the level of sampling noises is low. This study suggests the need for considering the impact of sampling uncertainty on the use of EIs in fisheries management. Les indicateurs ecologiques (IE) efficaces devraient refleter en temps opportun les modifications de l'etat des ecosystemes pour guider la gestion des peches. La robustesse des IE en presence d'incertitude associee a l'echantillonnage n'est toutefois pas bien comprise, et des erreurs d'echantillonnage peuvent se traduire par des mesures de gestion tardives, voire inutiles. Nous avons utilise un modele de spectre de tailles pour evaluer l'efficacite d'IE pour la detection de modifications d'ecosystemes induites par la peche pour differents degres d'incertitude associee a l'echantillonnage. Nous demontrons qu'il y a un decalage temporel entre les variations de la pression de peche et les reactions des IE. La selectivite des engins utilises pour revaluation peut etre un determinant important du degre de reaction des IE dans certaines fourchettes de tailles. Les IE peuvent perdre de leur efficacite statistique si les erreurs d'echantillonnage depassent un certain seuil, de sorte que des donnees de surveillance sur plusieurs decennies pourraient etre necessaries pour deceler des changements meme importants. Des methodes multivariees peuvent rehausser l'efficacite statistique des IE, mais seulement quand le bruit d'echantillonnage est faible. L'etude fait ressortir la necessite de tenir compte de l'incidence de l'incertitude associee a l'echantillonnage sur l'utilisation des IE en gestion des peches. [Traduit par la Redaction]
Introduction The concept of 'ecosystem-based fisheries management' (EBFM) has been widely accepted in fisheries management with an increased recognition of fishing impacts on marine ecosystems (Hall and Mainprize 2004; Pikitch [...]