Artículo de método

Encuestas de arrastre óptico de peces de fondo: Un estudio de vídeo de arrastre del bacalao atlántico occidental del Golfo de Maine (Gadus morhua)

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DOI:

10.3791/70366

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20 de marzo de 2026

 ,  ,  , 
1School for Marine Science and Technology, University of Massachusetts Dartmouth

En este artículo

Resumen

Los levantamientos ópticos de arrastre ofrecen un método no invasivo para muestrear poblaciones de peces de fondo y proporcionan datos a mayor escala que los estudios tradicionales de arrastre. Este artículo ofrece un procedimiento generalizado para un levantamiento óptico de pesca de fondo en Nueva Inglaterra.

Resumen

Los levantamientos ópticos de arrastre proporcionan un método no invasivo para cuantificar poblaciones de peces de fondo y pueden utilizarse para complementar o mejorar los datos tradicionales de levantamientos de arrastre de fondo. Este protocolo describe el estudio de arrastre por vídeo de la Escuela de Ciencias y Tecnología Marina (SMAST), un sistema óptico de arrastre desarrollado en colaboración con pescadores comerciales para evaluar la abundancia y distribución de peces de fondo en el Golfo Occidental de Maine. Cámaras y luces se montaron dentro del bacalán de un arrastre comercial modificado para registrar a los peces mientras pasaban por la red abierta. Se integraron sensores netos de medición, sensores ambientales y GPS para calcular el área barrida y derivar estimaciones de densidad y biomasa. El ejemplo de encuesta siguió un diseño aleatorio estratificado, completando 47 remolques durante un crucero de 10 días en la primavera de 2024. Los datos de vídeo se anotaron para enumerar especies objetivo y se validaron con remolques periódicos de codal cerrado, y se presentaron resultados representativos para el bacalao atlántico. Este protocolo demuestra un enfoque replicable y mínimamente invasivo para realizar encuestas ópticas de arrastre de peces de fondo, proporcionando datos espaciales y de abundancia de alta resolución mientras reduce la mortalidad de capturas. El método puede adaptarse a otras especies y hábitats demersales para apoyar el monitoreo independiente de la pesquera, la evaluación de poblaciones y la investigación ecológica.

Introducción

El bacalao atlántico (G. morhua) ha sido durante mucho tiempo la base de la pesca de peces de fondo de NuevaInglaterra 1, pero la población del Golfo Occidental de Maine está actualmente clasificada como sobreexplotada, con desembarcos al <2% del pico histórico de 198222. Las bajas capturas totales permitidas, implementadas para promover la recuperación, limitan la captura de especies más abundantes dentro del complejo multiespecie de peces de fondo, creando desafíos económicos y de gestión. El bacalao ahora funciona como especie de estrangulamiento, limitando las operaciones pesqueras una vez que se cumplen las cuotas individuales deembarcaciones 3. Entre 2010 y 2015, solo el 32% del límite anual anual de captura multiespecie de peces de fondo del noreste se capturóde media 4,5. Desde 2010, aproximadamente un millón de toneladas métricas de cuota de peces de fondo, valoradas en más de 6.000 millones de dólares, no se han capturado, en parte debido a las restricciones sobre el bacalao. Las discrepancias entre las altas tasas de captura comercial y los bajos índices de abundancia en la encuesta han alimentado el debate sobre el verdadero estado poblacional 3,6,7,8,9,10, que puede deberse a limitacionesde la encuesta 11, desviaciones respecto a la selectividadasumida 12,13 o agregación poblacional dentro de las zonaspesqueras 14,15. Se desarrolló el estudio de vídeo de arrastre de la Escuela de Ciencias y Tecnología Marina (SMAST) para ayudar a complementar la información existente sobre el stock y aliviar algunos de estos problemas.

El objetivo de la encuesta de arrastre por vídeo SMAST es proporcionar a los gestores de recursos pesqueros, científicos marinos y a la industria pesquera una evaluación independiente y no invasora de los recursos de peces de fondo, específicamente del bacalaoatlántico del Golfo de Maine occidental 16,17. Desarrollado en colaboración con pescadores comerciales, el levantamiento integra cámaras y luces en un arrastre comercial modificado para registrar a los peces mientras pasan por el bacalaoabierto 13,16. El sistema combina vídeo de alta resolución con medición neta, datos ambientales y posicionales para calcular el área barrida y estimar la densidad y biomasa específicas de cada especie. El diseño de bacalao abierto del estudio permite que los peces pasen libremente por el equipo, reduciendola mortalidad 18,19 y permitiendo prolongar la duración del remolque que mejora la cobertura espacial y la precisión de lasestimaciones 20. Además de su aplicación al bacalao, el estudio de arrastre por vídeo SMAST proporciona un marco general para el muestreo óptico de arrastre de diversas especies. Al minimizar la mortalidad y capturar datos de distribución a pequeña escala20, este enfoque podría complementar y mejorar los programas tradicionales de monitoreo basados en arrastre. El método puede adaptarse a diferentes hábitats y especies objetivo, proporcionando datos de vídeo de alta resolución adecuados tanto para la evaluación cuantitativa de poblaciones como para la investigación ecológica. La implementación de este método dependerá de las condiciones ambientales y de la configuración de los equipos. En entornos de alta turbidez, se requieren modificaciones en la red para mantener una visibilidadadecuada 21,22, y se deben realizar remolques con codillos cerrados para validar los recuentos de cada especie de interés. Aquí, se describe un procedimiento generalizado para un levantamiento óptico de peces de fondo utilizando el estudio de vídeo SMAST de primavera de 2024 sobre bacalao atlántico del Golfo de Maine occidental para ejemplificar el procedimiento y proporcionar resultados representativos.

Protocolo

NOTA: Todo el muestreo biológico se realizó dentro de las directrices y protocolos de la Universidad de Massachusetts Dartmouth.

1. Diseño de la encuesta

  1. Identificar un buque de inspección offshore con cabrestantes hidráulicos para arrastre.
    NOTA: Los buques comerciales de arrastre offshore deben ser lo suficientemente grandes para la tripulación necesaria y la duración de las operaciones de levantamiento.
  2. Identifica una red de arrastre adecuada para la especie y el hábitat objetivo.
    NOTA: Para el sustrato rocoso presente en el golfo occidental de Maine, era apropiado un barrido de 27 m de roca hopper. Para sustratos más blandos, un barrido en cadena puede ser más eficiente. Es importante consultar con los pescadores comerciales locales al determinar la configuración de las redes
  3. Modifica la red para acomodar equipos ópticos y evitar la perturbación de sedimentos.
    1. Incluye al menos dos luces de diodo emisor de luz (LED), una cámara capaz de transmitir en directo por cable coaxial y una cámara de acción o estereoscópica de alta resolución y tasa de fotogramas.
      NOTA: Si la configuración del cable permite vídeo en directo de alta resolución, solo puede ser necesaria una cámara.
    2. Colocar cámaras y luces dentro de la red mirando hacia el baú, utilizando un cilindro rígido de polietileno cosido en la red de arrastre como base para montar y proporcionar rigidez a la red.
    3. Monta una caja de conexiones en el cilindro para retransmitir la alimentación y la alimentación de vídeo entre las luces y las cámaras, y un cable coaxial personalizado.
      NOTA: El cable coaxial debería permitir ver y grabar una señal de vídeo en tiempo real en la timonera del buque.
    4. Modifica la red para mantener la extensión del codend alejada del fondo y reducir la suspensión de sedimentos dentro del campo de visión de las cámaras.
      NOTA: Las modificaciones típicas incluyen añadir flotación al cilindro, alargar la extensión del bacaló para alejar las cámaras de la columna de sedimentos y añadir lonas en el vientre de la red para suprimir elsedimento 21,22.
    5. Incluye un pequeño forro de malla para evitar escapes durante remolques con codend cerrado.
      NOTA: El estudio de arrastre por vídeo SMAST utiliza un transatlántico de 50,8 mm.
  4. Diseñar una encuesta estadísticamente rigurosa que proporcione un tamaño de muestra suficiente y se adapte a la distribución de especies objetivo y a la variabilidad del sustrato.
    NOTA: El levantamiento de arrastre por vídeo SMAST utiliza un diseño aleatorio estratificado basado en estratos de encuestas existentes, con las áreas de agregación de bacalao aisladas a sus propios estratos.
    1. Identifica el número total de emisoras que serán encuestadas.
    2. Asignar las estaciones de la manera prescrita por la metodología de levantamiento elegida.
      NOTA: El levantamiento de vídeo SMAST asigna estaciones al estrato según el porcentaje de la superficie, y los puntos de inicio se seleccionan aleatoriamente.
    3. Asigna varias estaciones de respaldo en caso de interferencias por sustratos complejos o equipos de pesca fijos.

2. Recogida de datos

  1. Realizar una calibración con cámara estereoscópica bajo el agua, si procede, antes del levantamiento para asegurar mediciones precisas de los peces.
    NOTA: La calibración estereoscópica y la validación están en curso para la encuesta de arrastre en vídeo SMAST, y los resultados presentados aquí utilizan longitudes de remolques de bacalada cerrada.
    1. Captura vídeo o imágenes de una cuadrícula a cuadros a distintas distancias y ángulos desde la cámara.
    2. Aísla y mide las imágenes de esta cuadrícula en un software de calibración estereoscópica de cámara.
    3. Ejecuta un software de calibración estereoscópica.
  2. Carga el equipo en el buque de reconocimiento.
  3. Instala el equipo en la cubierta del buque y en la red de arrastre.
    1. Colocar la red de reconocimiento y un cabrestante sensible a la presión, equipado con un cable coaxial y un anillo deslizante en la cubierta del buque.
    2. Acopla las puertas de arrastre de levantamiento a los cables del cabrestante del buque.
    3. Utiliza una soldadura temporal para asegurar el cabrestante sensible a la presión a la plataforma.
    4. Cable de alimentación sensible a la presión del cabrestante en la caja de interruptores del recipiente.
    5. Sujeta un bloque de cable al marco en A de la embarcación (o estructura similar) para que el cable coaxial pase hasta la popa del barco junto al tambor de la red.
      NOTA: Al colocar el bloque, asegúrese de que el cable coaxial pueda ir desde el cabrestante hasta el cohete de la red mientras esté en el agua sin rozar los cables del cabrestante del recipiente.
    6. Fije la caja de conexiones al cilindro rígido de polietileno (Figura 1).
    7. Acopla las cámaras y las luces al cilindro (Figura 1).
    8. Conecta las cámaras y las luces a la caja de conexiones usando cables de cámara y luz fijados con conectores impermeables.
    9. Pasar el cable coaxial por un bloque colgado del marco en A del recipiente y unirlo a la caja de conexiones del cilindro.
      1. Teje el cable a través de la malla de la red en la línea central superior para evitar que el codend se retuerza.
      2. Ata un tramo corto del cable directamente al cilindro por encima de la conexión a la caja de conexiones para aliviar la tensión.
    10. Asegura la matriz de sensores de medición de red a la red y a las puertas de arrastre.
      1. Montar dos sensores de puerta y dos sensores de ala en el arrastre para proporcionar información en tiempo real sobre la apertura de puertas y las alas.
      2. Monta el sensor de la cuerda de dirección y el sensor de contacto de fondo en la red de arrastre para proporcionar información en tiempo real sobre el contacto con el fondo y la altura de la cuerda de dirección.
        NOTA: Para muchas especies, el contacto con el fondo es esencial para una captura eficiente y debe ser monitorizado. Para otras especies distribuidas verticalmente, la altura de la cuerda de dirección puede ser importante para determinar la eficiencia.
      3. Conecta un sensor de profundidad y temperatura a la red.
        NOTA: Estos datos pueden ser registrados por el sensor de medición neta o por un sensor separado.

Figura 1
Figura 1: Diagrama que indica la posición y disposición del cofre de arrastre y la timonera, con una captura de pantalla del software de procesamiento de vídeo. Por favor, haga clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.

  1. Colocar el equipo en la casa de timón del buque (Figura 1).
    1. Asegura el ordenador y los monitores para ver vídeo y ejecutar software en una estación de trabajo adecuada en la zona de timón.
    2. Conecta los dispositivos de sistemas de posicionamiento global (GPS) al ordenador.
    3. Conecta el receptor de medición de red al ordenador.
    4. Conecta cámaras y luces a la alimentación en la timonera de la embarcación.
      1. Sujeta el "extremo de cubierta" del tramo de cable coaxial de la casa de mando al anillo rozante del cabrestante sensible a la presión.
      2. Conecta el "extremo de la timonera" de la línea de cable coaxial al ordenador, la alimentación de la luz y la de la cámara.
    5. Abrir el software necesario para registrar datos y asegurar que todo el equipo funciona correctamente antes de la salida.
      1. Enciende la corriente de las cámaras y abre el software de grabación de vídeo para asegurarte de que la cámara funciona.
        NOTA: Si la cámara no se muestra, soluciona el problema de forma sistemática.
      2. Abre el software del sensor para registrar los datos de temperatura, profundidad y medición neta.
      3. Abre el software para registrar ubicación, velocidad y rumbo.
      4. Abre un software de cartografía para ver la ubicación de los buques en relación con estaciones determinadas aleatoriamente. Conecta el segundo dispositivo GPS al software seleccionando el puerto al que está conectado.
  2. Captura vídeo y datos de cada remolque.
    1. Lanza un software de cartografía para empezar a mostrar la ubicación de la embarcación.
    2. En el software de grabación de vídeo, asegúrate de que las marcas de fecha y hora se muestren correctamente.
    3. Introduce el número de remolque para superponerlo en el vídeo.
    4. Inicia el software del sensor de medición de red y comienza a grabar.
    5. Coloca lentamente la red y las puertas hacia fuera usando los cabrestantes hidráulicos de la embarcación.
      NOTA: Asegúrese de que los cabrestantes hidráulicos de la embarcación se muevan a una velocidad que el cabrestante sensible a la presión con cable coaxial pueda seguir. Ajusta la presión del cabrestante según sea necesario.
    6. Empieza a grabar vídeo y enciende la luz de las luces una vez que el cilindro entre en el agua.
      NOTA: Las luces submarinas pueden sobrecalentarse si se dejan encendidas mientras están sobre el agua.
    7. Comienza a registrar datos de ubicación y velocidad una vez que los cabrestantes hidráulicos de la embarcación, que controlan la red, estén bloqueados en posición, indicando el inicio del remolque.
    8. Continúe remolcando durante el tiempo asignado en cada lugar de remolque predeterminado.
    9. Arrastra lentamente la red y las puertas usando los cabrestantes hidráulicos del buque.
    10. Dejar de registrar datos de ubicación y velocidad una vez que los cabrestantes hidráulicos del buque se acoplen para el remolque, indicando el final del remolque.
    11. Apaga la luz de las luces cuando lleguen a la superficie.
    12. Repita todos los pasos de la sección 2.5 para todas las estaciones.
  3. Realizar remolques con coda cerrada para verificar los recuentos en vídeo, verificar mediciones estereoscópicas y recopilar datos biológicos sobre la captura.
    1. Cierra el codend de la red usando el clip codend.
    2. Sigue todos los pasos de la sección 2.5 para recopilar datos de vídeo y sensores para el remolque.
    3. Un codend vacío de red sobre la cubierta del barco.
    4. Clasifica la captura en cestas por especie.
    5. Mide, pesa y sexouna (cuando sea posible) a los primeros 100 individuos de cada especie.
    6. Recoge los pesos de la cesta y cuenta para el resto de la captura.
  4. Descargue todos los datos del ordenador de la cabina a discos duros externos.
  5. Revisa el vídeo para identificar y enumerar especies objetivo (Figura 1).
    1. Sube todos los vídeos al software de anotación.
    2. Que técnicos formados vean el vídeo y anoten todas las especies objetivo y peces no identificados.
    3. Realiza el control de calidad de los pasos viendo de nuevo un subconjunto de vídeos usando un segundo técnico independiente.
      1. Selecciona aleatoriamente los vídeos para que los revise un segundo técnico formado.
      2. Anota cualquier individuo de la especie objetivo que el técnico anterior haya pasado por alto.
      3. Elimina cualquier anotación de especie objetivo para individuos contados dos veces.
    4. Verifica la identificación de la especie haciendo que un experto revise cada imagen anotada para asegurarse de que se han realizado las identificaciones correctas.
    5. Exportar datos desde el software de anotación.
      1. Incluye fecha, número de remolque, marcas de tiempo de los individuos anotados, especies de individuos anotados y un número de identificación único para cada individuo anotado en los datos exportados.

3. Productos de datos

  1. Calcular el área barrida (km2) para cada remolque usando la apertura de puertas o la alar, dependiendo de los protocolos existentes para cada especie.
    1. Envergadura media de puertas (km) o de alas (km) registrada entre el inicio y el final de cada remolque de la encuesta.
    2. Promedia la velocidad de la embarcación (km h-1) entre el inicio y el final de cada remolque de la inspección.
    3. Multiplica la dispersión media por la velocidad media del buque (km h-1) y la duración del remolque (h).
  2. Convierte los conteos de cada especie en cada remolque abierto de bacalao a peso (kg).
    1. Derivar las distribuciones longitud-frecuencia en centímetros para cada especie utilizando mediciones obtenidas de cámaras estereoscópicas o remolques de codend cerrado.
    2. Asigna proporciones por clase de tamaño (cm) calculando la proporción de individuos medidos en cada contenedor de longitud para cada especie.
    3. Estima el número de peces en cada compartimento de tamaño para todos los remolques abiertos de bacalao multiplicando el recuento total por la proporción en cada contenedor de tamaño (cm)
    4. Estimar el peso medio (kg) por contenedor de tamaño utilizando relaciones longitud-peso específicas de la especie derivadas de muestras de coding cerrado o literatura publicada.
    5. Convierte los conteos de cada remolque abierto de bacalao en peso (kg) multiplicando el número de peces en cada contenedor de tamaño por el peso medio (kg) de cada contenedor de tamaño y sumando los resultados.
      NOTA: La incertidumbre asociada con la relación longitud-peso fue insignificante en relación con la varianza muestreada entre dos y no afectó materialmente a las estimaciones de biomasa.
  3. Estimar la densidad media estratificada de cada especie, en abundancia (peces m-1) y peso (kg m-1) en toda el área de la encuesta.
    1. Divide la captura en recuento y peso (kg) por el área barrida previamente calculada (km2) para obtener una estimación de densidad para cada remolque.
    2. Calcular la densidad media estratificada (Xst) en recuento y peso (kg) para cada especie (Ecuación 123).
      Ecuación 1
      donde nj = el número de remolques en el estrato j y xij = la densidad en el estrato i. La ponderación es proporcional al área (km2) del estrato j (vj) dentro del área de levantamiento (km2)23.
    3. Calcular la varianza de la densidad aleatoria estratificada (Ecuación 3) como media ponderada entre estratos (Ecuación 2),
      Ecuación 2
      donde nj = el número de remolcadas en un estrato j y Ecuación 4 = la varianza de densidades en el estrato j23.
  4. Multiplica la densidad media estratificada en recuento y peso (kg) por el área total del estudio para calcular la abundancia y la biomasa.
  5. Calcular la varianza en abundancia y biomasa (kg2) multiplicando la varianza en la densidad media estratificada por el área de estudio al cuadrado.
  6. Divide la estimación de biomasa (kg) entre 1000 para informar la biomasa en toneladas métricas.
  7. Divide la varianza de biomasa (kg2) estimada entre 10002 para informar en toneladas métricas.

Resultados

El levantamiento de primavera de 2024 en el Golfo Occidental de Maine tuvo lugar del9 al 18de mayo en el F/V Justice desde New Bedford, MA. El equipo de inspección estaba formado por un capitán, tres tripulantes y tres científicos. Durante los 10 días, se completaron 47 remolques de levantamiento (cuatro con codend cerrado y 43 con codend abierto) durante las horas de luz (Figura 2). Los remolques de la encuesta se completaron utilizando el diseño de encuesta aleatoria estratificada descrito anteriormente. Los remolques (n = 47) oscilaron entre 0,04 y 3,15 h (Media = 1,223 h; DE = 0,7477 h) de duración (Tabla 1). La velocidad media de los buques oscilaba entre 4,6 y 6,6 km/h (media = 6,07 km/h; SD = 0,332 km/h) (Tabla 1). La dispersión media de las puertas varió entre 34 y 56 m (Media = 47,1 m; SD = 3,90 m) (Tabla 1). Se utilizó la extensión de puertas para calcular el área barrida debido al supuesto comportamiento de pastoreo del bacalao 24,25.

Figura 2
Figura 2: Las huellas de remolque abiertas (azul) y cerradas (rojas), del estudio de arrastre en vídeo SMAST de primavera de 2024, con captura de bacalao (ind) indicada por las burbujas amarillas. Una X roja indica que no hay atrapamiento. Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.

Número de remolqueTipo de remolqueProfundidad media (m)Temperatura media (Celsius)Dispersión media de las puertas (km)Velocidad del buque (km/h)Área barrida (km2)Catch (Ind)Captura (kg)Densidad (Ind/km 2)Densidad (kg/km2)
1Abierto32.05.650.04696.30.4412.012.34.70
2Abierto30.45.970.04906.10.4200.000.00.00
3Abierto43.35.570.04755.90.4012.012.55.00
4Abierto33.95.470.03446.10.2936.0410.416.61
5Abierto52.35.070.04696.10.691428.1820.346.86
6Abierto66.95.000.04826.00.29612.0820.849.90
7Abierto35.75.520.04116.10.3800.000.00.00
8Abierto77.25.670.04805.90.4012.012.54.90
9Abierto42.96.180.04316.20.1224.0316.031.51
10Abierto54.75.600.04285.80.0612.0116.828.66
11Abierto25.07.140.04105.90.0500.000.00.00
12Abierto22.57.310.04475.90.1800.000.00.00
13Abierto99.36.330.04796.00.9112.011.12.00
14Abierto43.15.920.04486.10.7000.000.00.00
15Abierto57.15.450.04766.10.4500.000.00.00
16Abierto123.16.650.05406.10.46918.1119.750.47
17Abierto107.76.640.04706.40.3100.000.00.00
18Cerrado116.56.460.05136.20.1524.0313.228.62
19Cerrado80.75.440.04995.70.1412.017.013.26
20Abierto72.15.200.04295.30.05918.11192.9274.60
21Abierto67.05.220.04585.70.143162.40216.5360.85
22Abierto59.55.250.04864.60.01816.10870.71514.50
23Abierto88.95.160.05246.10.2012.015.112.46
24Abierto87.25.160.04946.40.561326.1723.347.00
25Abierto35.45.510.04425.90.5436.045.69.84
26Abierto31.75.790.04426.00.2312.014.35.63
27Abierto84.05.270.05006.30.461938.2440.978.30
28Abierto74.95.210.04866.10.12612.0851.395.63
29Cerrado18.111.010.04459.10.2112.014.713.67
30Abierto109.05.350.05026.60.2212.014.610.11
31Abierto78.35.270.05126.30.67359722.59536.01272.48
32Cerrado74.05.390.05325.60.154692.59316.3906.69
33Abierto122.16.370.04695.80.4100.000.00.00
34Abierto138.66.930.04606.10.7400.000.00.00
35Abierto122.46.490.04866.30.3012.013.37.24
36Abierto115.66.450.04636.10.5300.000.00.00
37Abierto118.26.290.04635.90.1200.000.00.00
38Abierto141.46.790.04735.90.3300.000.00.00
39Abierto106.96.140.04896.40.433570.4581.8177.05
41Abierto91.75.120.04656.40.50510.0610.021.47
42Abierto106.15.170.04616.00.75714.099.320.98
44Abierto60.65.120.04386.30.281122.1439.082.14
45Cerrado25.27.670.04066.50.251020.1340.775.96
46Abierto67.25.970.04956.20.551530.1917.434.99
47Abierto75.95.130.05596.20.0924.0321.342.81
48Abierto80.45.090.04536.50.4612.012.24.40
49Abierto57.35.030.05186.20.47510.0610.621.30

Tabla 1: Resumen de los 47 remolques utilizables completados en el estudio de arrastre en vídeo SMAST de primavera de 2024. Por favor, haga clic aquí para descargar esta tabla.

El recuento de bacalao atlántico por remolque, según el vídeo, varió de cero a 359 individuos (Media = 13,5; SD = 52,40) (Tabla 1; Figura 2). Los cuatro remolques de cacalhau cerrada utilizados para recopilar datos biológicos capturaron 54 bacalaos que variaban entre 41 y 81 cm de longitud (Media = 58,9 cm: DE = 9,74 cm) (Figura 3), y con un peso de 0,7 a 7,0 kg (Media = 2,43 kg; DE = 1,300 kg) (Figura 4). Cuando se convierte en peso, la captura de bacalao oscilaba entre 0,0 y 722,6 kg (media = 27,06 kg; DE = 104,465 kg) (Tabla 1). La densidad media estratificada de bacalao porkm2 era de 57,9 individuos (+4,9 individuos) y 118,2 kg (+9,7 kg). Multiplicado por el área de levantamiento de 7.920km2 , la abundancia y biomasa barrida por área para el bacalao fue de 458.889 individuos (+38.458 individuos) y 936 t (+77 t), respectivamente.

Figura 3
Figura 3: Distribución de frecuencias de longitud del bacalao atlántico (n = 54) de los remolques de bacalao cerrado durante la encuesta de primavera de 2024. Por favor, haga clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.

Figura 4

Figura 4: La relación longitud-peso del bacalao atlántico (n = 54) capturado durante la encuesta de primavera de 2024. Por favor, haz clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.

Discusión

Los productos de datos producidos por los levantamientos ópticos de arrastre son análogos a los derivados de los estudios tradicionales de arrastre de fondo; sin embargo, la mortalidad relacionada con la captura se reduceen 18,19 y los datos de captura se recopilan en una escala espacial másfina 20. Dado que los arrastres ópticos recogen datos de vídeo continuos en lugar de capturas puntuales discretas, se puede deducir el tiempo durante cada remolque en el que un pez entra en el codend. Este enfoque único permite examinar la distribución de peces dentro de los remolques individuales, lo que permite evaluar factores como la duración del remolque, las tasas de encuentro y la variabilidad dentro delremolque 20 sin necesidad de remolques experimentales emparejados o lado a lado.

Las consideraciones para el diseño de la encuesta son fundamentalmente las mismas que las aplicadas a los estudios tradicionales de arrastre de fondo y dependen del comportamiento de la especie objetivo y de las características del área de estudio. Los diseños aleatorios estratificados se utilizan comúnmente en pesquerías marinas, donde el área de estudio se estratifica por latitud y profundidad al muestrear para múltiples especies26. Se asume que la distribución de peces es uniforme dentro de los estratos23. Esta suposición suele verse violada por el comportamiento de los peces (es decir, la desove), la temporada, los cambios ambientales, las prácticas pesqueras y la variabilidad del hábitat dentro delestrato 27,28,29,30. Al estudiar una sola especie, muchas de estas suposiciones pueden validarse adaptando el diseño del estudio a la distribución y comportamiento de esa especie.

El buque y el equipo de prospección también pueden modificarse en función de la especie objetivo y el hábitat. El buque de levantamiento debe elegirse en función del área de levantamiento, asegurando que el tamaño sea adecuado para alojar al equipo, la tripulación y los investigadores durante toda la vigencia del estudio. La cantidad de cable coaxial necesario depende de la profundidad del área de levantamiento y debe ser mayor de tres veces la profundidad máxima para tener en cuenta el alcance del cable de arrastre. La selección de redes debe seguir los mismos principios que los estudios tradicionales de arrastre, utilizando equipos con eficiencia conocida cuando estén disponibles. Al asumir una eficiencia del 100% para estimaciones conservadoras de población, es beneficioso trabajar con pescadores comerciales para desarrollar la configuración de redes más eficaz para la especie y el hábitat objetivo. Si se realiza un levantamiento en sustratos más blandos, la red puede modificarse para suprimir o evitar la suspensión desedimentos 21,22. Las lonas colocadas en el vientre pueden suprimir la nube de sedimentos. Alargar la extensión del baúl y proporcionar flotación a las cámaras puede elevar el cacaló por encima de la nube de sedimentos.

En entornos operativos hostiles, las fallas en equipos eléctricos son frecuentes, y la mayoría de los problemas se identifican primero por pérdida de señal o degradación de la calidad del vídeo. Estos problemas suelen ser causados por torsión o una tensión excesiva sobre los cables coaxiales y pueden minimizarse pasando el cable a lo largo de la línea central de la red, proporcionando alivio de tensión cerca de la unión de la cámara y manteniendo la tensión adecuada en el cabrestante compensado por presión durante el despliegue y recuperación. Cuando surjan problemas, la resolución de problemas debe proceder de forma sistemática verificando la entrega de energía y la continuidad de datos en cada punto de conexión, aislando los componentes secuencialmente hasta identificar la fuente del fallo.

En las últimas décadas, la tecnología submarina ha avanzado considerablemente, con muchas opciones comerciales y a precios razonables que se han vuelto ampliamente disponibles. Sin embargo, la tasa de fotogramas y el estilo de obturación son consideraciones importantes, especialmente al usar cámaras estereoscópicas. Tasas de fotogramas inadecuadas y obturadores rodantes pueden causar desenfoque de movimiento, haciendo que la identificación y medición de especies sea difícil o imposible. Cuando sea posible, se deben utilizar cámaras de obturador global para minimizar la distorsión y el desenfoque alrededor de especies que nadan rápido, mejorando así el procesamiento óptico de datos. La anotación manual de vídeo consume mucho tiempo y es la principal limitación para obtener resultados oportunos. Los avances en visión por computador y análisis de imágenes por aprendizaje automático ofrecen un potencial significativo para reducir esta carga automatizando la detección y el recuento de especies; Sin embargo, estos enfoques requieren grandes conjuntos de datos de entrenamiento bien anotados y una validación rigurosa antes de poder reemplazar a la revisión humana 31.

Los métodos de levantamiento óptico pueden proporcionar estimaciones de abundancia no invasoras, que son de especial interés para especies en peligro de extinción. Por ejemplo, durante un estudio en el oeste del Golfo de Maine, el arrastre de vídeo SMAST capturó 47 esturiones atlánticos (Acipenser oxyrinchus oxyrinchus) que pasaban sin daño a través de la red. Una gran ventaja de los datos ópticos es que el vídeo proporciona un registro permanente de la captura, permitiendo un análisis futuro y la transparencia de los resultados. Durante los estudios de caza de bacalao, también se observaron múltiples casos de lamprea marina (Petromyzon marinus) adherida a loshospedadores 20,32. Los métodos descritos en este artículo pueden generalizarse a muchas especies capturadas eficazmente por arrastre y proporcionan una forma mínimamente invasiva de estimar el tamaño de la población. El diseño, los protocolos y el equipo pueden personalizarse según las necesidades específicas de la encuesta.

Divulgaciones

Los autores no tienen nada que revelar.

Agradecimientos

Queremos agradecer al Programa de Reserva de Investigación de Vieiras de Mar (Premio #NA24NMFX454G0013-T1-01), a la División de Pesca Marina de Massachusetts y al Instituto de Pesca Marina (Premio #UMASSDEMRKSTKSBYFY26) por financiar esta encuesta, además de la invaluable orientación de su personal. El estudio de arrastre por vídeo no habría sido posible sin la ayuda de Danny Eilertsen, Ronnie Borjeson, Bob Kohl, Tim Barrett, Mike Matulaitis y Andrew Earle, del F/V Justice. También queremos agradecer a todo el profesorado y estudiantes de SMAST que colaboraron en este proyecto, incluyendo a Chris Rillahan, Travis Lowery, Craig Lego, Amanda Meli, Caitlyn Riley, Andie Painten y Patricia Perez.

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
8" Iceplast 1085 center hole trawl floatsIceplast1085Proporciona flotabilidad al cable superior de la red de arrastre para aumentar la altura del cable superior del fondo; proporciona flotabilidad al  cilindro de polietileno para mantenerlo fuera del fondo
ArcGIS Pro v3.5ESRIN/A Software de mapeo 
Benthic 4 Camera HousingGroup B LLCCH-B4Caja sumergible para cámara de video HD
Big Fin Measuring BoardBig Fin ScientificDCS5Tablero de medición electrónico para muestreo biológico en arrastres cerrados
Camera Cable SubConn IL4F-L4M Pigtail CustomTransmisión de potencia y señales eléctricas de la cámara a la caja de conexiones 
Camera MountsElectromechanica CustomMonta las cámaras Deepsea y GoPro en el cilindro de polietileno lado a lado
Camera Power SupplyB&K Precision Corp.9130Conversión de la energía del barco a la tensión adecuada para las cámaras
Coaxial Optical CableSeven Valley Specialty CableCustomTransmisión de potencia y señales eléctricas desde la caja de conexiones hasta la cubierta/timón del barco 
Deepsea Multi-SeaCam, Color Multi SeaCam, Titanium housing, Seacon BH4
connector, Pal Video format		DeepSea Power & Light 740-048-101-0B-02Cámara submarina de alimentación de vídeo en directo
Deepsea Multi-SeaCam, LED Multi SeaCam, Low Light Black and White,
Titanium Housing, Seacon BH4 Connector, EIA Video Format		DeepSea Power & Light 740-067-001-0B-03Cámara submarina de alimentación de vídeo en directo con luces integradas
Desktop Computer Various Custom Sistema operativo basado en Windows con interfaz de fibra óptica 
Digitizer University of Massachusetts, DartmouthN/APrograma de recopilación de datos de vídeo
Fiberglass sheave in metal housingDiversified MarineCustomSe adjunta al tambor de la red, guía el cable coaxial por el costado del barco y hacia el agua
Fisheries Logbook Data Recording Software (FLDRS)NOAA FisheriesVersion 4.1.7Software para documentar los tiempos de inicio y finalización y las ubicaciones del arrastre; registra la velocidad, la dirección y la ubicación durante el arrastre a intervalos de 30 segundos
GoPro Hero9GoProCHDHX-901-MX/CHDHX-901-XX/THCámara de vídeo HD
Hydraulic WinchDiversified MarineCustomGrueta hidráulica sensible a la tensión para el despliegue y la recuperación del cable óptico coaxial
LED SeaLite 1000, Daylight White LEDs, FloodDeepSea Power & Light LSL-1000Luz LED submarina 
Light Cable SubConn MCIL3M-Ysplit-2xMCILF CustomTransmisión de potencia y señales eléctricas de las luces a la caja de conexiones 
Light Power SupplyB&K Precision Corp.XLN30052Conversión de la energía del barco a la tensión adecuada para las luces
Marel M1100 PL2262 Portable Marine ScaleMarelM1100 PL2262Báscula marina portátil para muestreo biológico en arrastres cerrados
Marel M1100e Marine ScaleMarelM1100 PL4220Báscula marina grande para muestreo biológico en arrastres cerrados
Maruson True Double Conversion, DSP Technology, Rack and Tower Uninterruptible Power SupplyMaruson UPS SystemsULT-1.5KRTEstabiliza la energía del barco para que no haya interrupciones en la configuración del timón; proporciona energía de respaldo si se corta la energía del barco
Open Broadcaster Software (OBS)Version 32.0.1Software para mostrar la alimentación de vídeo en directo en el timón y grabar vídeo
Optical Slip Ring FocalESR 1802674Transmisión de potencia y señales eléctricas al cable giratorio en la grueta 
Polyethylene CylindersGraystone IndustriesEP-PT6530Proporciona una superficie rígida dentro de la red de arrastre para montar cámaras, luces y caja de conexiones
RBRduet3 T.DRBR GlobalSL3-M22_SEC23-ST21_SP21Proporciona datos continuos de temperatura y profundidad
Samsung Galaxy Tab Active 2 TabletSamsungGalaxy Tab Active 3
SM-T570 		La tableta se conecta a Merrel Scale y Big Fin Measuring Board para recopilar automáticamente los datos de medición
Simrad PX MultiSensor MK2Kongsberg420643, 420642, 419122Proporciona datos de separación de la puerta, separación de las alas, altura del cable superior y temperatura
Simrad SR15 Sensor ReceiverKongsberg418973Recibe la señal del hidrofono
Stereoscopic camera housingsSexton Co. CustomCaja sumergible para cámara de video HD estereoscópico 
Stereoscopic camerasLucid Vision LabsTRI089S-MCCámaras de video estereoscópico HD
TatorCVision AI, IncN/APrograma anotador de vídeo
Trawl Hydrophone, Hull MountedKongsbergHYD-20524Registra las señales acústicas de los sensores Simrad
Trawl net extension with 50.8 mm mesh linerReidar's Manufacturing, Inc.CustomExtiende la red de arrastre para permitir la caída de sedimentos para un vídeo más claro
TV80 ProcessorKongsbergPI5-201001-INCComputadora para mostrar y recopilar datos de los Simrad PX MultiSensors
TV80 SoftwareKongsberg321028Software para mostrar los datos recopilados por Simrad PX MultiSensors
Two-bridle trawl net with 120 mm mesh, 3 mm twine, and a 27 m rock hopper sweepReidar's Manufacturing, Inc.CustomRed de arrastre para desplegar cámaras y luces
Underwater Junction Box University of Massachusetts, DartmouthN/AConexión de potencia y señales eléctricas de la cámara y las luces al cable híbrido 
USB GNSS GPS ReceiverUSGlobalSatUSB GNSS GPS ReceiverDispositivo de posicionamiento global para usar en ArcGIS Pro y FLDRS
Wheelhouse Run Electromechanica CustomSegmento de cable óptico coaxial adaptado para conectarse al anillo deslizante óptico en un extremo y a la energía de las luces y la computadora en el otro 

Referencias

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