Seguimiento Aéreo de la Abundancia y Comportamiento de Cardúmenes de Capelán (Mallotus villosus)

Este artículo fué presentado en el programa de Alaska Sea Grant College: Simposio internacional sobre bancos de peces forraje, AK-SG-97-O1, 1997

Brian S. Nakashima
Departmento de Pesca y Oceanografía.
Centro de Pesca del Noroeste Atlántico. St. John's, Terranova, Canadá

Gary A. Borstad
G.A. Borstad Associates Ltd., Sidney, British Columbia, Canadá

RESÚMEN

El índice del área de un cardúmen obtenido de los seguimientos aéreos de las agregaciones de capelán en las costas de Terranova durante la freza ha sido utilizado, junto con otros índices, desde 1985. Las estimaciones aéreas del tamaño relativo de la población se correlacionan de manera significativa con otros índices como los obtenidos con datos de captura. Hasta 1991 los estudios iniciales usaban fotografías en color que fueron sustituídas por la técnica de imágen digital la cual hace posible adquirir datos más frecuentemente. La distribución de los tamaños de cardúmenes en cada transecto sugiere que la estrategia del estudio debe asegurar la medición del tamaño de los agregaciones mayores aunque se pierdan los grupos más pequeños. El realce de las imágenes ayuda a discernir mejor los bordes de los cardúmenes asegurando que las áreas son estimadas más objetivamente. El aumento y acumulación de agregaciones de capelán durante el desove corresponde con estimaciones de deposición de huevas. Los cardúmenes mayores tienden a disponerse en formas irregulares y alargadas, posiblemente compuestos por machos de capelán a la espera cerca de las playas donde ocurre la freza. Las agregaciones más pequeñas tienen formas más variadas pero siempre tendiendo a ser regulares y circulares, compuestas probablemente de machos y hembras llegando a las áreas de desove.

INTRODUCCIÓN

El capelán (Mallotus villosus) es una especie pelágica gregaria que compone la dieta principal de importantes especies de peces, mamíferos marinos y aves marinas (e.g., Winters and Carscadden 1978) en el noroeste del océano Atlántico.En los años 70 se comenzó un mercado importante de pesquería comercial de especies de costeras para suministrar la demanda japonesa de hembras congeladas con huevas.

La pesca se realiza principalmente con red de cerco con jareta (bolinche) y trampas para capelán dirigida a las agregaciones de peces de 3 y 4 años durante su migración a la costas de Terranova para la freza. La estimaciones anuales de la población de capelán realizadas por la Organización de Pesca del Noroeste Atlántico (OPNA) división 2J3KL tiene en cuenta los datos de tamaño de población y talla anual obtenidos por diversos métodos. El área de la superficie de los bancos de capelán cercanos a las costas ha sido utilizada coomo un índice independiente de la biomasa madura desde 1985 (Nakashima 1985). En los años 80 la tendencia anual en las estimaciones de las áreas de cardúmenes en zonas costeras obtenida mediante fotografía aérea fué favorablemente comparable con la obtenida para el tamaño de población derivada de índices más comunes como las cuotas de capturas comerciales y las estimaciones hidroacústicas de biomasa (Carscadden et al. 1994). A partir de 1991 se produjo una divergencia en la percepción del tamaño de la población dependiendo del índice aceptado (Carscadden and Nakashima 1996). SIn embargo, las evaluaciones más recientes dan mayor consideración a los tamaños de población obtenidos con índices costeros tales como captura, deposición de huevos y estudios aéreos(Anon. 1996).

Los bancos someros de capelán son facilmente identificables cuando están cerca de la costa por su color gris azulado, formas bien definidas, y movimientos. Los primeros estudios basados en fotografía aérea fueron realizados en 1982 utiizando una cámara de precisión aérea desde una altitud de 454m a lo largo de las bahías de Concepción y Trinidad en Terranova (Figura 1) sobre transectos definidos (Nakashima 1985). Los transectos fueron diseñados en base a su proximidad al aeropuerto de St. John's con lo que la mayoría de los hallazgos de capelán corresponden a esas dos bahías. Los vuelos fueron calculados para corresponder con la llegada, agregación y freza de capelán maduro a las playas de desove en junio. Los vuelos fueron diseñados para fotografiar los bancos tan frecuentemente como fuera posible durante un intervalo de 20 días, el cual fué elegido 6-8 semanas antes para facilitar la misión. El clima determinó la frecuencia de la cobertura y a menudo fué el factor limitante. Por ejemplo, en junio de1986 se cubrió el transecto de la bahía de Trinidad solamente una vez debido a las condiciones climáticas, mientras que en 1984 el mismo transecto se sobrevoló siete veces.

Figura 1. Transectos establecidos para el estudio aéreo de las bahías de Concepción y Trinidad, Terranova.

Durante los vuelos experimentales realizados en 1988-1989 se utilizó un prototipo del VECA (visualizador espectrográfico compacto aéreo) y se comprobó que los bancos de capelán y arenque podían detectarse entre longitudes de onda de 440-540 nm (Nakashima et al. 1989, Borstad et al. 1992). Las estimaciones de las áreas de 20 cardúmenes (rango=100-23.000 m) con fotografía aérea y técnicas de imágenes digitales fueron significativas (r2 = 0.98; Nakashima and Borstad 1993). Los negativos y los positivos tienen un rango dinámico limitado, con lo que la fotografía en color requiere cielos despejados para poder obtener fotografías claras. Por el contrario, las imágenes digitales pueden manipularse durante el procesamiento para facilitar el reconocimiento de los bancos de peces, con lo que se pueden adquirir imágenes incluso cuando el cielo está cubierto, lo cual es común en junio cuando el capelán tiende a desovar (Templeman 1948). Por estas y otras razones, las imágenes digitales reemplazaron la fotografía aérea como método principal de conteo de bancos y estimación de áreas desde 1991.

METODOLOGIA

El VECA es un espectrómetro de imágen manufacturado por ltres Instruments Inc., que opera en la región espectral de 423-946 nm (Borstad et al. 1992). Una vez instalado en una pequeña aeronave ocupa el lugar de una cámara aérea en nuestras operaciones actuales. Las imágenes digitales adquiridas tienen 512 pixeles de ancho y hasta 15 canales espectrales programables. Estas imágenes se calibran en laboratorio en radiancia y se corrigen para las variaciones de los movimientos del avión. El sensor se configura entre vuelos para optimalizar los niveles de señal que dependedn de los nivels de luz ambiental, velocidad y altitud de vuelo, número de bandas y ancho de banda utilizados. Los parámetros operacionales típicos son: velocidad sobre el terreno 140-220 km/h, altitud 1.050-1.350 m, tiempo de integración 35-50 mseg y cuatro canales espectrales.

Los vuelos con el VECA se realizaron a 1.220 m de altitud sobrevolando los tres transectos establecidos durante los años iniciales cuando solamente se utilizaba fotografía aérea (Figura 1). Las condiciones óptimas de vuelo de poco viento y deslumbramiento reducido ocurren durante las primeras horas de la mañana entre 07:00 y 13:00 TDT. Sin embargo, los vuelos se realizan a cualquier hora del día según se requiera. Adquirimos datos digitales utilizando cuatro canales espectrales: 475-500, 525-590, 650-670 y 745-755 nm (Figura 2) en lugar de las ocho bands utilizadas durante el estudio comparativo (Nakashima et al. 1989). Estas cuatro bandas pueden hacerse más anchas si las condiciones de luz son pésimas, bien antes o durante el vuelo. Los bancos de capelán son identificados por vigilantes especializados antes de sobrevolar la zona, registrando la información en caso de que hubiera dudas de la presencia de cardúmenes. Se pueden recoger datos sin interrupción a lo largo de un transecto sin tener un vigilante en el avión, pero el volumen de datos para el análisis posterior sería considerable. Por lo tanto, el compromiso existente combina la detección humana con las imágenes digitales de los bancos observados. Por cada grupo de datos o línea de vuelo, se registra la velocidad sobre el terreno, altitud y tiempo de integración para calculas el tamaño de pixel (normalmente menor de 2 m)

Figura 2. Radiancia de un banco de capelán (línea fina) y la del océano circundante (línea gruesa);
las zonas sombreadas marcan las bandas espectrales elegidas para detectar estas diferencias.

Después de calibrar las imágenes y corregirlas para las distorsiones resultantes del alabeo y cabezeo del avión, se examinan en estaciones de procesamiento y se calculan las áreas de los bancos. En este estado se combinan nuevamente el ojo humano y el procesamiento automatizado. El analista identifica visualmente cada cardúmen y coloca el cursor sobre la zona elegida. El programa compara los valores digitales del pixel seleccionado con los adyacentes, expandiendose hacia los bordes y creando una máscara digital hasta que detecta un cambio brusco en el histograma de los puntos acumulados lo cual ocurre cuando el programa detecta pixeles bordeando el cardúmen. En un procesador 80486 esta operación dura unos segundos para cada cardúmen. La expansión de esta máscara gráfica proporciona al analista información visual sobre la detección automatizada que puede ser modificada manualmente en aquellos casos en que los algoritmos tienen dificultad cubriendo ciertas áreas. En la práctica, el operador identifica y controla los gráficos en una seria de imágenes que son utilizadas por un programa delos cuales

En la práctica el operador identifica los cardúmenes y calcula los gráficos en una serie de imágenes, tras lo cual se corre un programa que calcula las estadísticas y crea un archivo de texto que se puede importar a una hoja de cálculo, Los archivos de texto se codifican se acuerdo con el archivo de imágen, y contienen información sobre cada cardúmen: coordenadas, área, perímetro, "índice de redondez" (coeficiente del perímetro de un cardúmen comparado con el perímetro de un cardúmen redondo de área similar).

El área estimada diariamente se basa en el área total de todos los bancos de capelán detectados a lo largo de un transecto en un día. El índice anual es la suma de las estimaciones máximas por cada transecto. Este método asume que la densidad de peces en cada cardúmen es uniforme espacial y temporalmente. También se asume que los bancos de pesca alcanzan el área máxima total durante el climax del desove, y todos los cardúmenes observados con anterioridad o después de ese momento se dan por contados.

A continuación se presentan otras Figuras y Tabla relacionadas con el estudio. Si desea la traducción del resto del documento por favor póngase en contacto con .

Figura 3. Relación entre la tasa de trampas de capelán y las áreas de los cardúmenes derivadas de los muestreos aéreo entre 1982 y 1993, excluyendo 1991.

Figura 4. Estimaciones anuales del total de áreas de cardúmenes observados, simulando una freza () y dos().

Figura 5. Relación entre área de cardúmen () a lo largo del transecto en la Bahía Trinity y la puesta ()
en la playa de Bellevue, Bahía Trinity (datos no publ., Nakashima y Winters).

Figura 6. área acumulativa del área de cardúmenes para el 9 julio(), 13 julio(), 15 julio(), 17 julio(), y 19 julio(), 1994, en la Bahía Trinity.

Tabla 1. Número y área de cardúmenes de capelán en la Bahía Trinity, Terranova, obtenidos de las misiones aéreas en julio de 1994.

REFERENCIAS

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Carscadden, J., B. Nakashima, and D.S. Miller. 1994. An evaluation of trends in abundance of capelin (Mallotus villosus) from acoustics, aerial surveys, and catch rates in NAFO Division 3L, 1982-89.J. Northw. Atl. Fish. Sci. 17:45-57.

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Nakashima, B.S. 1985. The design and application of aerial surveys to estimate inshore distribution and relative abundance of capelin. NAFO SCR Doc. 85/ 84, Ser. No. N1058, 11 pp.

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Templeman, W. 1948. The life history of the capelin (Mallotus villosus 0. F Muller) in Newfoundland waters. Bull. Newfoundland Gov. Lab. 17, 151 pp.

Winters, CH., and J.E. Carscadden. 1978. Review of capelin ecology and estimation of surplus yield from predator dynamics. ICNAF Res. Bull. 13:21-30.

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