Bayesian decision analysis for status of Snake River spring?summer Chinook salmon Oncorhynchus tshawytscha populations at extinction risk (original) (raw)
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Fisheries Oceanography, 2005
Effective conservation and management of natural resources requires accurate predictions of ecosystem responses to future climate change, but environmental science has largely failed to produce these reliable forecasts. The future response of Pacific salmon (Oncorhynchus spp.) to a changing environment and continued anthropogenic disturbance is of particular interest to the public because of their high economic, social, and cultural value. While numerous retrospective analyses show a strong correlation between past changes in the ocean environment and salmon production within the north Pacific, these correlations rarely make good predictions. Using a Bayesian timeseries model to make successive 1-yr-ahead forecasts, we predicted changes in the ocean survival of Snake River spring/summer chinook salmon (O. tshawytscha) from indices of coastal ocean upwelling with a high degree of certainty (R 2 ¼ 0.71). Furthermore, another form of the dynamic times-series model that used all of the available data indicated an even stronger coupling between smolt-to-adult survival and ocean upwelling in the spring and fall (R 2 ¼ 0.96). This suggests that management policies directed at conserving this threatened stock of salmon need to explicitly address the important role of the ocean in driving future salmon survival.
Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 2001
There is uncertainty about the importance of various factors in explaining declines of chinook salmon (Oncorhynchus tshawytscha) populations in the Snake River basin of Oregon and Idaho. This uncertainty has prevented implementation of long-term recovery actions for these stocks. We used simulation models and decision analysis to evaluate three management actions for seven index stocks of Snake River spring and summer chinook salmon: (i) continue current operation of the Columbia River hydropower system, (ii) maximize transportation of smolts, and (iii) natural river drawdown (breaching) of four Snake River dams. Decision analysis provided a useful approach for including multiple hypotheses about population responses to environmental and anthropogenic factors, systematically assessing the importance of alternative hypotheses, and identifying risk-averse recovery strategies that meet survival and recovery goals over a wide range of uncertainties. We found that the most influential uncertainties were related to hypothesized causes of estuary and ocean mortality. Current monitoring provides limited information on survival in this life stage; carefully designed management experiments are more likely to generate useful information. Given that these uncertainties exist, drawdown was the most risk-averse action, meeting long-term survival and recovery goals over a wider range of assumptions than the other actions. Résumé : Il existe de l'incertitude au sujet de l'importance des divers facteurs explicatifs du déclin des populations de Saumons quinnat (Oncorhynchus tshawytscha) dans le bassin versant de la rivière Snake en Oregon et en Idaho. Cette incertitude a empêché la mise en oeuvre de stratégies de récupération à long terme de ces stocks. Des modèles de simulation et des analyses décisionnelles ont permis d'évaluer trois stratégies de gestion pour sept stocks indicatifs de saumons de printemps et d'été de la rivière Snake : (i) ou bien la poursuite de l'opération actuelle du système hydroélectrique du fleuve Columbia, (ii) ou alors la maximisation du transport des saumoneaux, (iii) ou enfin la baisse des eaux de la rivière à leur niveau naturel par ébrèchement de quatre barrages de la rivière Snake. L'analyse décisionnelle est une méthode utile pour incorporer des hypothèses multiples au sujet des réactions des populations aux facteurs environnementaux et anthropiques, pour évaluer systématiquement l'importance des hypothèses de rechange et pour identifier les stratégies de récupération qui évitent les risques tout en atteignant les objectifs de survie et de récupération sur une gamme étendue d'incertitudes. Les incertitudes les plus sérieuses concernent les causes présumées de la mortalité dans l'estuaire et l'océan. Le réseau de surveillance actuel ne fournit que peu de renseignements sur la survie à cette étape du cycle biologique; des expériences de gestion planifiées avec soin seraient plus susceptibles de générer des informations utiles. Étant donné l'existence de ces incertitudes, la baisse des niveaux des réservoirs est la stratégie qui pose le moins de risques et qui permet d'atteindre les objectifs de survie et de récupération à long terme sur une gamme plus étendue de pré-suppositions que les autres stratégies.
Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 2001
We used models and decision analysis to incorporate uncertainties into evaluations of two recovery actions for Snake River fall chinook salmon (Oncorhynchus tshawytscha): (i) maximize transportation and (ii) natural river drawdown of four lower Snake River dams. In the retrospective analysis, we compared alternative stock-recruit models and selected one that was consistent with historical spawner-recruit data and allowed us to implement alternative hypotheses about hydrosystem, hatchery, harvest, and environmental effects. In the prospective analysis, we used this model and posterior distributions of its parameters in a decision analysis framework to compare projected escapements for the two actions over a range of alternative hypotheses. We found that drawdown was most risk averse, producing larger long-term escapements than maximizing transportation under most hypotheses and model assumptions. Maximizing transportation and drawdown produced similar escapements only if we assumed high or increasing estuary and ocean survival rates of transported fish coupled with either severe reductions in harvest rates or insensitivity of upstream survival rates to dam construction and removal. Although there was relatively little information available for Snake River fall chinook (particularly about estuary and ocean survival rates of transported smolts), decision analysis was a useful technique for organizing data, assessing actions over a range of uncertainties, and identifying research priorities.
Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 2001
We used models and decision analysis to incorporate uncertainties into evaluations of two recovery actions for Snake River fall chinook salmon (Oncorhynchus tshawytscha): (i) maximize transportation and (ii) natural river drawdown of four lower Snake River dams. In the retrospective analysis, we compared alternative stock-recruit models and selected one that was consistent with historical spawner-recruit data and allowed us to implement alternative hypotheses about hydrosystem, hatchery, harvest, and environmental effects. In the prospective analysis, we used this model and posterior distributions of its parameters in a decision analysis framework to compare projected escapements for the two actions over a range of alternative hypotheses. We found that drawdown was most risk averse, producing larger long-term escapements than maximizing transportation under most hypotheses and model assumptions. Maximizing transportation and drawdown produced similar escapements only if we assumed high or increasing estuary and ocean survival rates of transported fish coupled with either severe reductions in harvest rates or insensitivity of upstream survival rates to dam construction and removal. Although there was relatively little information available for Snake River fall chinook (particularly about estuary and ocean survival rates of transported smolts), decision analysis was a useful technique for organizing data, assessing actions over a range of uncertainties, and identifying research priorities. Résumé : Des modèles et une analyse décisionnelle nous ont permis d'incorporer les incertitudes dans l'évaluation de deux stratégies de récupération des populations automnales des Saumons quinnat (Oncorhynchus tshawytscha) de la rivière Snake, soit de maximiser le transport des saumoneaux, soit de faire baisser les eaux de la rivière à leur niveau naturel à quatre barrages du bassin inférieur. Dans une analyse rétrospective, nous avons comparé divers modèles de stock-recrutement de rechange et en avons choisi un qui correspondait aux données historiques sur les géniteurs et les recrues et qui nous permettait d'avancer diverses hypothèses sur les effets de l'hydrosystème, de la pisciculture, de la récolte et de l'environnement. Dans notre analyse prospective, ce modèle et les distributions a posteriori de ses paramètres nous ont permis de comparer, dans le cadre d'une analyse décisionnelle, les échappées prédites pour chacune des stratégies dans une gamme d'hypothèses de rechange. Nous avons trouvé que la baisse du niveau était la stratégie qui posait le moins de risques; elle produisait aussi à long terme des échappées plus fortes que l'augmentation du transport sous la plupart des hypothèses et des présuppositions du modèle. La maximisation du transport et la baisse du niveau donnaient des échappées semblables seulement si on présupposait que les poissons transportés avaient une survie élevée ou plus grande dans l'estuaire et l'océan; il fallait aussi qu'il y ait une réduction importante des taux de récolte ou alors que les taux de survie en amont ne soient pas affectés par la construction ou le retrait des barrages. Bien qu'il y ait eu relativement peu de renseignements disponibles sur la population automnale des Saumons quinnat de la rivière Snake (en particulier sur les taux de survie en estuaire et en océan des saumoneaux transportés), l'analyse décisionnelle s'est avérée utile pour organiser les données, évaluer les stratégies dans une gamme d'incertitudes et identifier les priorités de recherche.