Environmental factors and uncertainty in fisheries management in the northern Baltic Sea

Abstract

The Baltic Sea is a geologically young, large brackish water basin, and few of the species living there have fully adapted to its special conditions. Many of the species live on the edge of their distribution range in terms of one or more environmental variables such as salinity or temperature. Environmental fluctuations are know to cause fluctuations in populations’ abundance, and this effect is especially strong near the edges of the distribution range, where even small changes in an environmental variable can be critical to the success of a species.

This thesis examines which environmental factors are the most important in relation to the success of various commercially exploited fish species in the northern Baltic Sea. It also examines the uncertainties related to fish stocks’ current and potential status as well as to their relationship with their environment. The aim is to quantify the uncertainties related to fisheries and environmental management, to find potential management strategies that can be used to reduce uncertainty in management results and to develop methodology related to uncertainty estimation in natural resources management. Bayesian statistical methods are utilized due to their ability to treat uncertainty explicitly in all parts of the statistical model.

The results show that uncertainty about important parameters of even the most intensively studied fish species such as salmon (Salmo salar L.) and Baltic herring (Clupea harengus membras L.) is large. On the other hand, management approaches that reduce uncertainty can be found. These include utilising information about ecological similarity of fish stocks and species, and using management variables that are directly related to stock parameters that can be measured easily and without extrapolations or assumptions.

Itämeri on ainutlaatuinen ja herkkä ekosysteemi. Tämä maailman suurimpiin kuuluva murtovesiallas on geologisesti nuori, ja useimmat siinä elävät lajit ovat sopeutuneet sen olosuhteisiin vain osittain. Suomen rannikon vähäsuolaisissa vesissä elää sisävesien kaloja, kuten haukea ja muikkua, jotka eivät selviä eteläisemmän Itämeren suolaisemmilla alueilla. Etelämpänä taas elää monia lajeja, jotka eivät selviydy Suomen rannikon kylmissä ja vähäsuolaisissa vesissä.

Monet kalalajit elävät Itämerellä levinneisyysalueensa äärirajoilla. Nämä lajit ovat erityisen herkkiä ympäristössä tapahtuville muutoksille, ja suhteellisen vähäisetkin muutokset saattavat johtaa siihen, ettei laji enää menesty ympäristössään.

Itämerta uhkaavat monet ympäristömuutokset, muiden muassa ilmaston lämpeneminen, suolapitoisuuden muutokset ja rehevöityminen. Näiden muutosten aiheuttamien vaikutusten ennustaminen on haastavaa. Tieto muutosten todennäköisistä ja mahdollisista seurauksista kuitenkin auttaisi muutoksiin varautumisessa.

Kalastus lisää kalakantoihin kohdistuvaa painetta ja saattaa osaltaan olla vaikuttamassa kantojen pienenemiseen ja niiden elinalueiden kaventumiseen. Siksi kalastuksen säätelyssä olisi hyvä ottaa huomioon kalakantoihin kohdistuvat ympäristöuhat. Sekä näistä uhista että kalakannoista itsestään on usein kuitenkin olemassa vain vähän tarkkaa tietoa, ja epävarmuus sekä ympäristön että kannan tilasta ja tulevaisuudesta on suuri.

Tässä väitöskirjassa tutkittiin toisaalta puutteellisesta tiedosta ja toisaalta ympäristön muutosten ennustamattomuudesta aiheutuvaa epävarmuutta sekä sitä, miten epävarmuus voitaisiin ottaa huomioon kalastuksen säätelyssä ja ympäristön hoidossa. Väitöskirjassa hyödynnetään bayeslaisia tilastollisia menetelmiä, jotka sopivat erityisen hyvin epävarmuuden käsittelyyn.

Tulokset osoittavat että päätöksentekoon vaikuttaviin tekijöihin sisältyy paljon epävarmuutta jopa paljon tutkittujen lajien kuten lohen ja silakan kohdalla. Toisaalta on mahdollista löytää toimintamalleja, jotka vähentävät epävarmuutta ympäristön hoidon ja kalastuksen säätelypäätösten tuloksista ja auttavat näin kalakantojen säilyttämisessä myös uhkaavien ympäristömuutosten edessä.