programma nazionale italiano per la raccolta e l’uso dei...
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Università degli Studi di Roma “Tor Vergata”
Programma Nazionale Italiano per la raccolta e l’uso dei dati nel settore della pesca - annualità 2011
Regolamento CE 199/2008
Modulo V: Indicatori 5-7. Valutazione degli effetti del settore della pesca sugli ecosistemi marini
Responsabile Scientifico: Stefano Cataudella
Collaboratori alla ricerca: Michele Scardi
Tommaso Russo
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Il presente documento rappresenta il report delle attività svolte dall’unità operativa Università degli Studi di Roma “Tor Vergata” (UTV) nell’ambito del Programma Nazionale Italiano per la raccolta e l'uso dei dati nel settore della pesca per il periodo 2010-2011 - annualità 2010, così come previsto dal contratto ratificato tra la Associazione Temporanea di Scopo di cui l’UTV e membro e il Ministero delle Politiche Agricole e Forestali (Mipaf). Di seguito, e riportato l’elenco dettagliato delle persone coinvolte nell’attività svolta dall’UTV. Modulo V: Indicatori 5-7. Valutazione degli effetti del settore della pesca sugli ecosistemi marini Stefano Cataudella (Responsabile Scientifico)
Michele Scardi (Ricercatore)
Tommaso Russo (Ricercatore - Responsabile della sottounità)
Per una corretta citazione bibliografica: Cataudella S., 2012. Programma Nazionale Italiano per la Raccolta di Dati alieutici 2011. Modulo V: Indicatori 5-7. Valutazione degli effetti del settore della pesca sugli ecosistemi marini. Rapporto Finale, Roma, Italia. “Questo studio e stato condotto con il contributo del Ministero delle Politiche Agricole e Forestali, Direzione Generale della Pesca e dell’Acquacoltura; esso non riflette necessariamente il punto di vista dell’Amministrazione e non anticipa in alcun modo le future decisioni gestionali. Il presente volume non e una pubblicazione e pertanto l’utilizzazione dei dati in esso contenuti e sottoposta all’autorizzazione scritta del responsabile dell’Unita Operativa e dell’Amministrazione.” “La proprietà dei risultati della ricerca e della Direzione Generale Pesca Marittima che si riserva il diritto di utilizzare, elaborare e diffondere i dati. Qualunque diffusione dei dati non autorizzata specificatamente sarà perseguita a termini di legge”.
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Sommario
Modulo V. Indicatori 5-7 4
5. Gli indicatori ecosistemici – Modulo V del Programma Nazionale - Evaluation of the effects of the
fishing sector on the marine ecosystem 4
5.1 Indicatori di pressione (5-6-7) 5
5.1.1 Indicatore 5: Distribuzione delle attività di pesca 5
5.1.2 Indicatore 6: Aggregazione delle attività di pesca 6
5.1.3 Indicatore 7: Aree non impattate da strumenti mobili operanti sui fondali (strascico ecc.) 6
6. Dati utilizzati 7
7. Risultati 12
7.1 Indicatori 5 e 6 12
8. Bibliografia 77
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Modulo V. Indicatori 5-7
5. Gli indicatori ecosistemici – Modulo V del Programma Nazionale - Evaluation of the effects of the fishing sector on the marine ecosystem Gli indicatori ecosistemici presenti nell’Appendice XIII della Decisione della Commissione 93/2010 sono riportati tabella 1.
Code
specification Indicator Definition
Source
1
Conservation
status of fish
species
Indicator of biodiversity to be used for
synthesizing, assessing and reporting
trends in the biodiversity of vulnerable
fish species
MEDITs/MEDIAS
2 Proportion of
large fish
Indicator for the proportion of large fish
by weight in the assemblage, reflecting
the size structure and life history
composition of the fish community.
MEDITs/MEDIAS
3 Mean maximum
length of fishes
Indicator for the life history composition
of the fish community
MEDITs/MEDIAS
4
Size at
maturation of
exploited fish
species
Indicator of the potential “genetic
effects” on a population
MEDITs/Biological
sampling of catches
5 Distribution of
fishing activities
Indicator of the spatial extent of fishing
activity. It would be reported in
conjunction with the indicator for
‘Aggregation of fishing activity’.
VMS data
Vessel Register
6 Aggregation of
fishing activities
Indicator of the extent to which fishing
activity is aggregated. It would be
reported in conjunction with the
indicator for ‘Distribution of fishing
activity’.
VMS data
Vessel Register
5
Code
specification Indicator Definition
Source
7
Areas not
impacted by
mobile bottom
gears
Indicator of the area of seabed that has
not been impacted by mobile bottom
fishing gears in the last year. It responds
to changes in the distribution of bottom
fishing activity resulting from catch
controls, effort controls or technical
measures (including MPA established in
support of conservation legislation) and
to the development of any other human
activities that displace fishing activity
(e.g. wind farms).
VMS data
Vessel Register
Other sources
8
Discarding rates
of commercially
exploited
species
Indicator of the rate of discarding of
commercially exploited species in relation
to landings.
Biological sampling
of catches
9 Fuel efficiency
of fish capture
Indicator of the relationship between fuel
consumption and the value of landed
catch. It will provide information on
trends in the fuel efficiency of different
fisheries.
Economic data, see
chapter III B of the
NP
Tabella 1 - Indicatori eco-sistemici presenti nell’Appendice XIII della Decisione della Commissione 93/2010.
5.1 Indicatori di pressione (5-6-7) Tra i 9 indicatori ecosistemici suddetti, 3 sono stati appositamente sviluppati al fine di descrivere l’estensione spaziale delle attività di pesca. Essi sono:
5.1.1 Indicatore 5: Distribuzione delle attività di pesca Tale indicatore rappresenta una descrizione/individuazione spaziale delle zone sottoposte ad attività di pesca. Esso deve essere riportato insieme al successivo indicatore (6), ed essere misurato come area totale occupata dai segnali emessi da battelli operanti attività di pesca rispetto ad un riferimento spaziale rappresentato da una griglia con celle di dimensione pari a 3×3 km. I segnali relativi alle attività di pesca dovranno essere suddivisi rispetto alla mensilità di occorrenza ed al Mestiere effettivo dell’attività di pesca, come dalla tabella 6 (Livelli 5/6 del Regolamento Comunitario, come riportato nel Report of the 3rd Meeting of the Mediterranean Planning Group for Methodological Development - PGMed), e per singola GSA di appartenenza. I livelli 5 e 6 corrispondono, rispettivamente, a “Target assemblage” e “Mesh size and other selective devices”. Tali livelli sono praticamente corrispondenti poiché, come appare dalla matrice Nell’appendice IV della Decisione 2008/949/EC (definita a sua volta in base al Regolamento EC N°1967/2006) per il livello 6 si fa riferimento semplicemente a dimensioni minime delle reti e degli ami.
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5.1.2 Indicatore 6: Aggregazione delle attività di pesca Tale indicatore rappresenta il livello di aggregazione delle attività di pesca. Esso dovrà essere riportato ed analizzato insieme all’indicatore precedente, e calcolato utilizzando la medesima griglia e le medesime suddivisioni temporali, di Mestiere e di GSA. In sostanza, esso rappresenta l’area totale (calcolata rispetto alla suddetta griglia di riferimento) occupata dal 90% dei segnali emessi da battelli operanti attività di pesca. L’identificazione effettiva delle celle può essere fatta ordinandole secondo una sequenza decrescente relativa al numero di segnali assegnati a ciascuna cella e quindi escludendo tutte le celle successive al raggiungimento di un numero totale di segnali corrispondente al 90% dei segnali registrati.
5.1.3 Indicatore 7: Aree non impattate da strumenti mobili operanti sui fondali (strascico ecc.) Tale indicatore rappresenta le aree che non sono state sottoposte a sfruttamento mediante attrezzi mobili operanti sul fondo (principalmente strascico). A differenza dei suddetti indicatori, esso dovrà essere calcolato su base annuale, e non mensile. In sostanza, quindi, esso rappresenterà il complemento dell’indicatore 5, calcolato su base annuale per singola GSA e per i soli mestieri affini allo strascico. Esso, tuttavia, dovrà essere calcolato per le seguenti fasce batimetriche: 0-20 m, 20-50 m, 50-80 m, 80-130 m, 130-200 m, >200 m.
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Tabella 2- Schema dei mestieri per il Mediterraneo ed il Mar Nero - Fonte: Final Report of the 3rd Meeting of the PGMed (https://stecf.jrc.ec.europa.eu/docs)
6. Dati utilizzati La principale fonte di informazione è stata rappresentata dall'Archivio VMS (Vessel Monitoring System - di seguito VMS) dei segnali trasmessi dalle BlueBox delle imbarcazioni equipaggiate con questa attrezzatura (attualmente, tutte quelle appartenenti alla Flotta da Pesca Italiana con LOA>15 m). Generalmente, le BlueBox trasmettono dati identificativi del battello, della sua posizione (latitudine e longitudine), della sua velocità e della sua direzione. In aggiunta, le BlueBox trasmettono un segnale codice contenente informazioni circa la rotta, la velocità e la posizione dei battelli. Tale segnale viene implementato, presso la centrale operativa del Comando Generale delle Capitanerie di porto, con un codice specificante l’attività del battello stesso. Il sistema di trasmissione delle Blue Box è agganciato alla rete satellitare Inmarsat.
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Come specificato nell’ICES WGECO REPORT 2009, i segnali VMS sono generalmente trasmessi ad intervalli di 2 ore. Tale griglia temporale richiede l’implementazione di una serie di procedure di interpolazione al fine di ricostruire con maggiore dettaglio l’attività dei singoli battelli ed evitare una sottostima dell’attività di pesca. E’ stata quindi sviluppata una procedura di interpolazione finalizzata ad ottenere segnali con frequenza pari a 20 minuti. Tale procedura, già implementata durante la prima annualità del programma, è stata efficacemente testata su un’ampia serie di dati, e è stata presentata in una pubblicazione scientifica dedicata (Russo et al, 2011a). La seconda sorgente di informazione utilizzata per il calcolo degli indicatori eco sistemici è stata rappresentata dall'archivio digitale dei Logbook (di seguito LB) compilati durante le attività di pesca delle stesse imbarcazioni di cui al punto precedente. Nella sua formulazione di base, un logbook contiene informazioni sull’attrezzo utilizzato da un dato vascello (Mestiere livello 4) e i dati di cattura delle principali specie pescate durante ogni singola cala. Quest’ultimo dato è fondamentale poiché consente l’assegnazione di una data attività di pesca, o cala, ad un Mestiere di livello 5 o 6; Per implementare l’assegnazione di ciascuna cala ad un determinato Mestiere di livello 5/6, tuttavia, sono stati necessari una serie di passaggi logici. Innanzitutto è stato necessario classificare le specie pesca secondo criteri di Ecologia, Taglia e Gruppo. In tal senso, è stato seguito ed implementato il Regolamento CE n° 1636/2001 che stabilisce una sigla univoca a ciascuna specie e le suddivide in varie categorie (Demersali, Pelagiche, ecc). Il Registro dei Vascelli (di seguito VR) appartenenti alla Flotta da Pesca Italiana, contenente le informazioni relative alle licenze ed agli attrezzi posseduti dalle singole imbarcazioni, è stata un’altra importante sorgente di informazioni, in quanto utile come riferimento per quelle tracce che non trovavano corrispondenza nell’attività registrata nei logbook; Infine, il censimento IREPA (di seguito Flotta IREPA) degli attrezzi posseduti dalle singole imbarcazioni, con relativa indicazione stagionale del loro utilizzo, in ordine gerarchico, per le imbarcazioni con più attrezzi e più licenze. A differenza del precedente database, che contiene dati aggregati (ad esempio, i mestieri noti come Rapido e Strascico non sono distinti), il database Flotta IREPA contiene un livello di dettaglio compatibile con quello richiesto dai recenti documenti comunitari. Le informazioni provenienti dai diversi database sono state inizialmente combinate mediante una procedura del tutto omologa a quella proposta da Bastardie et al., 2010, ed illustrata dallo schema seguente. Essa è basata esclusivamente sui dati VMS e LOGBOOKS, e stabilisce dei criteri per la loro sovrapposizione in modo da identificare una corrispondenza biunivoca tra sottoinsieme dei due dataset. Il suddetto metodo, tuttavia, non è utile nei casi in cui si voglia classificare l’attività di una serie di segnali VMS ma non di disponga del dato LOGBOOK. Dato che questa eventualità è comune nei dati della flotta italiana (solo il 40% circa dei dati VMS può essere univocamente classificato in métier mediante il dato logbook) è stato necessario mettere a punto una procedura alternativa. Questa procedura, sviluppata durante la seconda annualità del programma, e dettagliatamente descritta in Russo et al., 2011b, utilizza l’approccio delle Reti Neuronali Non Supervisionate. Questo strumento è stato sviluppato per analizzare e classificare segnali VMS organizzati in “tracce”, ovvero serie ordinate
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corrispondenti a singole uscite del vascello (dall’uscita al rientro in porto), sotto l’ipotesi che ciascuna traccia corrisponda univocamente ad un solo métier. Successivamente, il metodo è stato utilizzato per classificare le tracce per le quali non era disponibile il dato LOGBOOK. Per quanto riguarda il resto della procedura utilizzata per il calcolo degli indicatori eco sistemici, essa non differisce nel razionale da quella descritta per l’annualità precedente. L’unica differenza di rilievo va segnalata nel fatto che, invece di utilizzare algoritmi e software di terze parti (es. ARCGis), sono state sviluppate apposite routine in ambiente R (Development Core Team, R., 2009) volte a rendere automatica la procedura di calcolo e mappatura degli indicatori. Tali routine saranno oggetto di ulteriore sviluppo e, nelle intenzioni di questa unità operativa, potranno essere pubblicate e divulgate per usi scientifici nell’ambito del programma di Raccolta Dati. La principale innovazione attuata durante l’annualità 2011 è stata rappresentata dallo sviluppo innovativo di indicatori di nuova generazione e del razionale ad esso associato. In sostanza, si è tentato di andare oltre i limiti che caratterizzano la presente versione degli indicatori 5-7. Il razionale di questo progresso metodologico è rappresentato dal tentativo di formalizzare, in una modalità quantitativa oggettiva, la definizione di FISHING GROUND. In sintesi, si è voluto utilizzare il pattern spaziale dello sforzo di pesca per caratterizzare due insiemi di aree: quella sistematicamente e più intensamente sfruttate (i fishing ground veri e propri) e quelle solo occasionalmente interessate dallo sforzo di pesca (aree accessorie). Questo passaggio ha permesso di ricalcolare l’indicatore 5 in riferimento alle sole aree del primo tipo. Le immagini seguenti, tratte da Russo et al., 2012, illustrano i principali vantaggi di questo nuovo indicatore: esso è assai più stabile rispetto alle cicliche oscillazioni stagionali o mensili e, quindi, coglie meglio il trend di medio periodo.
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La computabilità di questo indicatore, ovvero la caratterizzazione delle aree appartenenti ai fishing ground propriamente detti, è basata sul calcolo dell’indice di autocorrelazione spazio-temporale di Griffith.
Per quanto riguarda l’indicatore 6, anchdell’indice di aggregazione di Gini. sono risultate migliori dell’indicatore 6 originale. Nella sezione seguente sono riportati i valori calcolati, per ciascuno dei mestieri e delle mensilità2010, degli indicatori ecosistemici 5 e 6. italiane, sebbene l’attività della flotta italiana sia stata analizzate in tutte le GSA visitate dai vascelli nel Mediterraneo. Sono anche riportate, a titolo esemplificativo, alcune mappe della localizzazione dello sforzo. Sebbene questa attività non sia di fatto prevista dal piano nazionale, essa è un passaggio implicito del calcolo degli indicatori.
7. Risultati
7.1 Indicatori 5 e 6
indicatore 6, anch’esso rappresentato nei grafici precedenti, si è valutato lindice di aggregazione di Gini. Anche in questo caso le performance (valutate medi
indicatore 6 originale.
Nella sezione seguente sono riportati i valori calcolati, per ciascuno dei mestieri e delle mensilitàdegli indicatori ecosistemici 5 e 6. Per ragioni di sintesi, sono riportati i valori relativi alle sole 7 GSA
italiane, sebbene l’attività della flotta italiana sia stata analizzate in tutte le GSA visitate dai vascelli nel
tate, a titolo esemplificativo, alcune mappe della localizzazione dello sforzo. Sebbene questa attività non sia di fatto prevista dal piano nazionale, essa è un passaggio implicito del calcolo degli
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esso rappresentato nei grafici precedenti, si è valutato l’uso valutate mediante simulazioni)
Nella sezione seguente sono riportati i valori calcolati, per ciascuno dei mestieri e delle mensilità dell’anno Per ragioni di sintesi, sono riportati i valori relativi alle sole 7 GSA
italiane, sebbene l’attività della flotta italiana sia stata analizzate in tutte le GSA visitate dai vascelli nel
tate, a titolo esemplificativo, alcune mappe della localizzazione dello sforzo. Sebbene questa attività non sia di fatto prevista dal piano nazionale, essa è un passaggio implicito del calcolo degli
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8. Bibliografia
Bastardie, F., Nielsen, J.R., Ulrich, C., Egekvist, J., Degel, H., 2010. Detailed mapping of fishing effort and landings by coupling fishing logbooks with satellite-recorded vessel geo-location. Fish. Res. 106, 41–53.
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Development Core Team, R., 2009. R: A Language and Environment for Statistical Computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria, ISBN 3- 900051-07-0, http://www.R-project.org.
Russo, T., Parisi, A., Cataudella, S., 2011a. New insights in interpolating fishing tracks from VMS data for different métiers. Fish. Res. 108, 184–194.
Russo, T., Parisi, A., Prorgi M, Boccoli F., Cignini I., Tordoni M., Cataudella, S., 2011b. When behaviour reveals activity: Assigning fishing effort to métiers based on VMS data using artificial neural networks. Fisheries Research 111, 53– 64.
Russo, T., Parisi, A., Cataudella, S. in press. Spatial indicators of fishing pressure: preliminary analyses and possible developments. Ecological indicators.