A dynamic model of parrotfish (family: Scaridae) populations for the management of herbivory on Caribbean coral reefs
Résumé
A population model of the stoplight parrotfish (Sparisoma viride), an important herbivorous fish of Caribbean coral reefs, was developed to support the management of reef resilience. The model is in discrete-time and structured by size and habitat occupation, and simulates the abundance of S. viride as a function of natural mortality, individual growth, and recruitment. Habitat occupation for large fish is driven by density-dependence in deep reef habitats, as suggested by observations of a limited number of mature adults on deep reefs due to territoriality. The model was developed and calibrated with a time series of S. viride abundance in Bonaire (Southern Caribbean), a marine reserve, where the population is assumed to be at equilibrium. With parameter values derived from the literature, the model was able to reproduce the size distribution of the parrotfish population. Different mortality functions were tested, and optimisation results showed that a size-dependent mortality did not improve much the model fit compared to a constant mortality per size. With the calibrated model, we then explored the ability of the parrotfish population to recover from a depleted stock by simulating a fishing disturbance similar in proportion to that experienced by S. viride in Bermuda (Northern Caribbean) before a fishery ban was implemented. The calibrated model simulated a full recovery at a much lower speed (3 times slower) than observed in Bermuda. Among other assumptions, a much lower mortality of S. viride in Bermuda is suggested to explain this difference. Being the main herbivores on today Caribbean reefs, parrotfish are essential for the maintenance of corals face to global warming-induced disturbances. Thus, this preliminary model may become a useful tool for the exploration of fishing and conservation scenarios on herbivory and reef resilience in the Caribbean.
Un modèle des populations du poisson perroquet feu (Sparisoma viride), un poisson herbivore très important sur les récifs coralliens des Caraïbes, a été développé pour soutenir la gestion de la résilience des récifs. Ce modèle discret est structuré en tailles et par occupation d'habitat, et simule l'abondance de S. viride en tant que fonction de la mortalité naturelle, de la croissance individuelle et du recrutement. Les catégories d'habitat des plus grands poissons sont basées sur la densité dépendance dans l'habitat profond du récif, inférée par un nombre limités de mâles matures dans cet habitat profond lié à la territorialité. Le modèle a été développé et calibré avec une série temporelle d'abondance de S. viride à Bonaire (Caraïbes Sud), une réserve marine où la population est supposée être à l'équilibre. Avec des valeurs de paramètres dérivés de la littérature, le modèle a pu reproduire la distribution de taille de la population de poissons perroquet de Bonaire. Différentes fonctions de mortalités ont été testées, et les résultats de l'optimisation ont montré qu'une mortalité dépendante de la taille n'améliorait pas significativement le fit du modèle comparé à une mortalité constante par taille. Nous avons exploré l'habilité du modèle à reproduire le recouvrement d'une population de poissons perroquet en simulant une pression de pêche similaire en proportion à celle expérimentée par S. viride aux Bermudes (Caraïbes Nord) avant l'implémentation d'un moratoire de pêche. Le modèle calibré a simulé un recouvrement total mais 3 fois plus long qu'aux Bermudes. Parmi d'autres hypothèses, une mortalité bien plus faible de S. viride aux Bermudes expliquerait cette différence. Étant aujourd'hui les herbivores principaux sur les récifs des Caraïbes, les poissons perroquets sont essentiels pour le maintien des coraux face aux changements globaux. Ainsi, ce modèle préliminaire pourrait devenir un outil pour l'exploration de scénarios de pêches et de conservation sur l'herbivorie et la résilience des récifs.
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