Simulating drifting fish aggregating device trajectories to identify potential interactions with endangered sea turtles

Abstract

Purse-seine fishers using drifting fish aggregating devices (dFADs), mainly built with bamboo, plastic buoys, and plastic netting, to aggregate and catch tropical tuna, deploy 46,000-65,000 dFADs per year in the Pacific Ocean. Some of the major concerns associated with this widespread fishing device are potential entanglement of sea turtles and other marine fauna in dFAD netting; marine debris and pollution; and potential ecological damage via stranding on coral reefs, beaches, and other essential habitats for marine fauna. To assess and quantify the potential connectivity (number of dFADs deployed in an area and arriving in another area) between dFAD deployment areas and important oceanic or coastal habitat of critically endangered leatherback (Dermochelys coriacea) and hawksbill (Eretmochelys imbricata) sea turtles in the Pacific Ocean, we conducted passive-drift Lagrangian experiments with simulated dFAD drift profiles and compared them with known important sea turtle areas. Up to 60\% of dFADs from equatorial areas were arriving in essential sea turtle habitats. Connectivity was less when only areas where dFADs are currently deployed were used. Our simulations identified potential regions of dFAD interactions with migration and feeding habitats of the east Pacific leatherback turtle in the tropical southeastern Pacific Ocean; coastal habitats of leatherback and hawksbill in the western Pacific (e.g., archipelagic zones of Indonesia, Papua New Guinea, and Solomon Islands); and foraging habitat of leatherback in a large equatorial area south of Hawaii. Additional research is needed to estimate entanglements of sea turtles with dFADs at sea and to quantify the likely changes in connectivity and distribution of dFADs under new management measures, such as use of alternative nonentangling dFAD designs that biodegrade, or changes in deployment strategies, such as shifting locations. Simulaci \& oacute;n de las trayectorias de dispositivos de concentraci \& oacute;n de peces a la deriva para identificar las interacciones potenciales con las tortugas marinas en peligro de extinci \& oacute;n Los pescadores que usan redes de cerco con dispositivos de concentraci \& oacute;n de peces a la deriva (dFADs), hechos principalmente con bamb \& uacute;, boyas de pl \& aacute;stico y redes de pl \& aacute;stico, para concentrar y capturar at \& uacute;n, instalan entre 46,000 y 65,000 dFADs al a \& ntilde;o en el Oc \& eacute;ano Pac \& iacute;fico. Algunas de las problem \& aacute;ticas principales asociadas con este dispositivo de pesca de uso extenso son el enredamiento potencial de tortugas marinas y otras especies marinas en las redes de los dFADs; los desechos marinos y la contaminaci \& oacute;n; y el potencial da \& ntilde;o ecol \& oacute;gico por el varamiento en los arrecifes de coral, playas y otros h \& aacute;bitats esenciales para la fauna marina. Realizamos experimentos lagrangianos de deriva pasiva con la simulaci \& oacute;n de perfiles de deriva de los dFADs y los comparamos con \& aacute;reas conocidas de importancia para las tortugas marinas. Esto fue con el objetivo de evaluar y cuantificar la conectividad potencial (n \& uacute;mero de dFADs instalados en un \& aacute;rea que llegan a otra \& aacute;rea) entre las \& aacute;reas de instalaci \& oacute;n de dFADs y los h \& aacute;bitats oce \& aacute;nicos o costeros importantes para la tortuga la \& uacute;d (Dermochelys coriacea) y la tortuga de carey (Eretmochelys imbricata), ambas en peligro cr \& iacute;tico de extinci \& oacute;n, en el Oc \& eacute;ano Pac \& iacute;fico. Hasta el 60\% de los dFADs de las \& aacute;reas ecuatoriales llegaron a los h \& aacute;bitats esenciales para las tortugas marinas. La conectividad fue menor s \& oacute;lo cuando se usaron \& aacute;reas en donde actualmente hay dFADs instalados. Nuestras simulaciones identificaron regiones potenciales de interacci \& oacute;n entre los dFADs y los h \& aacute;bitats de migraci \& oacute;n y alimentaci \& oacute;n de la tortuga la \& uacute;d en el sureste tropical del Oc \& eacute;ano Pac \& iacute;fico; los h \& aacute;bitats costeros de ambas especies en el Pac \& iacute;fico occidental (p. ej.: zonas de archipi \& eacute;lagos en Indonesia, Pap \& uacute;a Nueva Guinea y en las Islas Salom \& oacute;n); y en el h \& aacute;bitat de forrajeo de la tortuga la \& uacute;d en una gran \& aacute;rea ecuatorial al sur de Haw \& aacute;i. Se requiere de mayor investigaci \& oacute;n para estimar el enredamiento de las tortugas marinas con los dFADs en el mar y para cuantificar los cambios probables en la conectividad y la distribuci \& oacute;n de los dFADs bajo nuevas medidas de manejo, como el uso alternativo de dise \& ntilde;os que eviten el enredamiento y sean biodegradables, o cambios en las estrategias de instalaci \& oacute;n, como la reubicaci \& oacute;n. ResumenSimulaci \& oacute;n de las trayectorias de dispositivos de concentraci \& oacute;n de peces a la deriva para identificar las interacciones potenciales con las tortugas marinas en peligro de extinci \& oacute;n Los pescadores que usan redes de cerco con dispositivos de concentraci \& oacute;n de peces a la deriva (dFADs), hechos principalmente con bamb \& uacute;, boyas de pl \& aacute;stico y redes de pl \& aacute;stico, para concentrar y capturar at \& uacute;n, instalan entre 46,000 y 65,000 dFADs al a \& ntilde;o en el Oc \& eacute;ano Pac \& iacute;fico. Algunas de las problem \& aacute;ticas principales asociadas con este dispositivo de pesca de uso extenso son el enredamiento potencial de tortugas marinas y otras especies marinas en las redes de los dFADs; los desechos marinos y la contaminaci \& oacute;n; y el potencial da \& ntilde;o ecol \& oacute;gico por el varamiento en los arrecifes de coral, playas y otros h \& aacute;bitats esenciales para la fauna marina. Realizamos experimentos lagrangianos de deriva pasiva con la simulaci \& oacute;n de perfiles de deriva de los dFADs y los comparamos con \& aacute;reas conocidas de importancia para las tortugas marinas. Esto fue con el objetivo de evaluar y cuantificar la conectividad potencial (n \& uacute;mero de dFADs instalados en un \& aacute;rea que llegan a otra \& aacute;rea) entre las \& aacute;reas de instalaci \& oacute;n de dFADs y los h \& aacute;bitats oce \& aacute;nicos o costeros importantes para la tortuga la \& uacute;d (Dermochelys coriacea) y la tortuga de carey (Eretmochelys imbricata), ambas en peligro cr \& iacute;tico de extinci \& oacute;n, en el Oc \& eacute;ano Pac \& iacute;fico. Hasta el 60\% de los dFADs de las \& aacute;reas ecuatoriales llegaron a los h \& aacute;bitats esenciales para las tortugas marinas. La conectividad fue menor s \& oacute;lo cuando se usaron \& aacute;reas en donde actualmente hay dFADs instalados. Nuestras simulaciones identificaron regiones potenciales de interacci \& oacute;n entre los dFADs y los h \& aacute;bitats de migraci \& oacute;n y alimentaci \& oacute;n de la tortuga la \& uacute;d en el sureste tropical del Oc \& eacute;ano Pac \& iacute;fico; los h \& aacute;bitats costeros de ambas especies en el Pac \& iacute;fico occidental (p. ej.: zonas de archipi \& eacute;lagos en Indonesia, Pap \& uacute;a Nueva Guinea y en las Islas Salom \& oacute;n); y en el h \& aacute;bitat de forrajeo de la tortuga la \& uacute;d en una gran \& aacute;rea ecuatorial al sur de Haw \& aacute;i. Se requiere de mayor investigaci \& oacute;n para estimar el enredamiento de las tortugas marinas con los dFADs en el mar y para cuantificar los cambios probables en la conectividad y la distribuci \& oacute;n de los dFADs bajo nuevas medidas de manejo, como el uso alternativo de dise \& ntilde;os que eviten el enredamiento y sean biodegradables, o cambios en las estrategias de instalaci \& oacute;n, como la reubicaci \& oacute;n. Resumen