Theoretical assessment of the impact of seeding on the exploitation of some economically viable marine populations / Evaluación teórica del impacto de siembra en la explotación de algunas poblaciones marinas económicamente importantes / Avaliação teórica do impacto do plantio na exploração de algumas populações marinhas economicamente importantes

ABSTRACT

Many rural communities in the developing world practice small-scale harvesting of marine species of various kinds (fish, crustaceans, mollusks) as their main economic activity. Lack of regulation or enforcement or both has led in many cases to overexploitation of resources and consequent decline of the populations of organisms on which the communities depend. This situation, common along the north-central Chilean coast, served as the starting point of the present work. Recent advances in biotechnology and aquaculture, however, have made plausible halting or even reversing the trend towards resource depletion, favorably affecting the economic wellbeing of the communities. In this paper the theoretical implications of seeding the habitual harvesting grounds of a hypothetical community with individuals produced in the laboratory is explored. In particular, we examine the effect of periodic seeding of hatchlings or juveniles on the population of an economically important species harvested under either one of two modes of extraction, constant harvest or harvest proportional to the stock level. The population dynamics is modeled by a first order ordinary differential equation containing a series of delta functions, and which in words reads as follows the population growth rate is equal to the natural growth rate minus the harvest rate plus the seeding rate. It was found that, at least from a theoretical standpoint, seeding could potentially lead to a notable increase in the productivity and well-being of these sea-based economies.

RESUMEN

Muchas comunidades rurales en el mundo en desarrollo practican la recolección de especies marinas de varios tipos (peces, crustáceos, moluscos) como actividad económica principal. La falta de regulación o de aplicación de leyes ha conllevado en muchos casos a la sobreexplotación de los recursos y disminución de poblaciones de organismos de los que dependen estas comunidades. Esta situación, común en las zonas norte y centro del litoral chileno, sirvió como punto de partida para este trabajo. Avances recientes en biotecnología y acuicultura han hecho creíble la posibilidad de detener e incluso revertir la tendencia hacia el agotamiento del recurso y así afectar favorablemente el bienestar de la comunidad. En este trabajo se explora las implicaciones teóricas de la siembra con individuos producidos en el laboratorio en sectores usuales de captura de una comunidad hipotética; en particular, el efecto de la siembra periódica de crías o juveniles sobre la población de una especie económicamente importante cuya recolección se hace bajo uno de dos modos de extracción, constante o proporcional a la población. La dinámica poblacional se modela por una ecuación diferencial ordinaria de primer orden que contiene una serie de funciones delta y que, en palabras, dice que la tasa de crecimiento de la población es igual a la tasa natural de crecimiento menos la tasa de extracción más la tasa de siembra. Se encontró que, al menos desde el punto de vista teórico, la siembra podría potencialmente llevar a un incremento notable en la productividad y bienestar de estas comunidades marino-dependientes.

RESUMO

Muitas comunidades rurais no mundo em desenvolvimento praticam a colheita de espécies marinhas de vários tipos (peixes, crustáceos, moluscos) como atividade econômica principal. A falta de regulamentação ou de aplicação de leis tem conduzido em muitos casos à superexploração dos recursos e diminuição de populações de organismos dos quais dependem estas comunidades. Esta situação, comum nas zonas norte e centro do litoral chileno, serviu como ponto de partida para este trabalho. Avanços recentes em biotecnologia e aqüicultura têm tornado aceitável a possibilidade de deter e inclusive reverter a tendência para o esgotamento do recurso e assim afetar favoravelmente o bem-estar da comunidade. Neste trabalho se explora as implicações teóricas do plantio com indivíduos produzidos no laboratório em setores usuais de captura de uma comunidade hipotética; em particular, o efeito do plantio periódico de filhotes ou juvenis sobre a população de uma espécie economicamente importante cuja colheita se faz sob um de dois modos de extração, constante ou proporcional à população. A dinâmica populacional se modela por uma equação diferencial ordinária de primeira ordem que se representa por uma série de funções delta e que, em palavras, diz que a taxa de crescimento da população é igual à taxa natural de crescimento menos taxa de extração mais taxa de semeadura. Encontrou-se que, pelo menos desde o ponto de vista teórico, o plantio poderia potencialmente levar a um incremento notável na produtividade e bem-estar destas comunidades marinho-dependentes.