Modelling the yellowfin tuna (Thunnus albacares) vertical distribution using sonic tagging results and local environmental parameters

Modélisation de la distribution verticale de l'albacore (Thunnus albacares) à partir de données de marquage acoustique et de paramètres locaux d'environnement

¹ ORSTOM, Institut français de recherche scientifique pour le développement en coopération, 213, rue Lafayette, 75480 Paris Cedex 10, France
² Present address: Fisheries Research Centre, Albion, Petite Rizière, Mauritius
³ Present address: ORSTOM, PO Box 570, Victoria (Mahé), Seychelles

Received: 15 September 1992
Accepted: 27 November 1992

Abstract

The diurnal vertical behaviour of yellowfin tuna observed from sonic tagging experiments in the western Indian Ocean (Comoros archipelago) is compared with the vertical profiles of temperature and dissolved oxygen concentration. Two different behavioural situations: off-FAD and FAD-associated yellowfin tuna, are characterized by the relationships between swimming depth and vertical structure of temperature and dissolved oxygen concentration (i.e. depth and thickness of the mixed layer, of the thermocline layer and of the oxycline) observed in the tracking area. Gradients of both paramelers are shown to be the key factors which determine the vertical swimming behaviour. From an analysis carried out on the whole oceanographic data set of the Western Indian Ocean, oxyeline is found to match with the depth of the 4.2-4.3 ml.1⁻¹ dissolved oxygen concentration.

Vertical distributions of yellowfin tuna, for both off-FAD and FAD-associated situations, are modelled by using normal-derived distributions. These models indicate the probability of the presence of yellowfin tuna, related to the vertical profiles of temperature and dissolved oxygen concentration. A single mode distribution is fitted to describe the FAD-associated situation, and a bi-modal one for the off-FAD situation. Positions of the modes are determined by the relationship between the vertical swimming behaviour and the position of either maximum gradient of temperature or dissolved oxygen concentration. An iterative calculation of normal distribution standard error is conducted to adjust the shape of the eurve to cover the entire layer in which yellowfin tuna is considered to be present. Both models were applied in a remote area, east of the Seychelles, where purse seine catches are important. The predicted vertical distribution seems to be realistic and matches the observations given by echosound pictures of tuna schools obtained in the same area by purse seiners.

Résumé

Les déplacements verticaux diurnes de trois albacores, observés à partir de marquages acoustiques réalisés dans l'océan Indien occidental (archipel des Comores), sont mis en parallèle avec la répartition verticale de la température et de la concentration en oxygène dissous. Deux types de comportements, albacores associés à un Dispositif de Concentration de Poisson (DCP) et albacores non associés à un DCP, peuvent être distingués par les relations entre les profondeurs de nage et la structure verticale de la température et de l'oxygène dissous (épaisseur de la couche homogène, de la thermocline et de l'oxycline) observées dans la zone des marquages. Les gradients de température et de la concentration en oxygène dissous se révèlent être les facteurs essentiels qui déterminent les déplacements verticaux des albacores. Un examen des données océanographiques collectées dans l'ensemble de l'océan Indien tropical occidental (10°N-20°S, 40°E-80°E) révèle que la profondeur d'immersion de l'oxycline correspond très largement à celle où des valeurs de concentration en oxygène dissous de 4,2 à 4,3 ml/l sont observées.

La répartition verticale des albacores dans chacune des deux situations (associé à DCP et hors DCP) est modélisée au moyen de distributions dérivées de la loi normale. Ces deux modèles donnent la probabilité de présence de l'albacore ë diverses profondeurs en fonction d'une structure verticale donnée de température et de concentration en oxygène di55ous. Une distribution uni-modale est utilisée pour décrire la répartition verticale des albacorcs associés à un DCP tandis que celle des albacores non associés (bancs libres) est de forme bi-modale. La position des diffirents modes est déterminée par les relations entre les déplacements verticaux observés des albacorcs et l'immersion du gradient maximum de température ou d'oxygène dissous. Un calcul itératif de l'écart-type des distributions est effectué pour ajuster la forme des distributions calculées à celle des distributions verticales observées; cette procédure permet de bien prendre en compte l'ensemble de la couche d'eau dans laquelle les albacores ont été observés par marquage acoustique. Les deux modèles sont appliqués à une zone éloignée, située à l'est des îles Seychelles, où les captures d'albacore faites par les thoniers senneurs sont très importantes. Les répartitions verticales prédites par les modéles apparaissent réalistes car elles correspondent bien aux enregistrements sonar obtenus par des senneurs dans la zone exacte d'application des modèles.