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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.