Distribution of cetacean and their foraging habitats in the Black Sea

Abstract

Türkiyede setase avcılığı, 1983 yılında yasaklanmıştır. Takip eden yıllarda, Karadenizdeki ekolojik değişimlerin gözlemlenmesi ile beraber, Hamsi (Engraulis encrasicolus) ve Çaça (Sprattus sprattus) gibi ekonomik değeri yüksek pelajik balık stoklarındaki düşüşün sebeplerinden biri olarak setase türlerinin aşırı artışı öne sürülmüştür. Bu argümanlar, baskın olarak Hamsi ile beslendiği varsayılan setaseler üzerindeki av yasağının kaldırılması için baskı oluşturmaktadır. Bahsi geçen konu, her ne kadar balıkçılık ekonomisi açısından endişe uyandırıcı olsa da, Karadenizde setase ekolojisi çalışmalarının eksikliği sebebiyle bilimsel dayanaktan yoksundur. Bu sebeple, sunulan tez çalışmasının amacı, Güney Karadeniz Türk sularında setase dağılımının ve beslenme alanlarının belirlenmesi, ve öne sürüldüğü şekilde balıkçılık ve setase türleri arasında bir alansal kesişim, dolayısı ile setase baskısı olup olmasığının araştırılması üzerine odaklıdır. Bu amaçla, Hamsi Stok Araştırmaları için toplanan aktif akustik veri seti, geçtiğimiz yıllarda ekogramlarda gözlemlenen vokalizasyon izlerinden setase dağılımı verisi elde edilmesi üzerine geliştirilen algoritma ile beraber kullanılmıştır. Beslenme sırasında sıklığı artması beklenen vokalizasyon belirteçlerinin ayıklanması sağlanmış ve 1 deniz mili mesafe aralığında kümelendirilerek beslenme davranışı miktarlarının elde edilmesi sağlanmıştır. Kasım 2016 yılının veri setinden, pelajik balık dağılımları `echointegration` yöntemleri ile analiz edilmiş, ve setase beslenme aktivitesi ile karşılaştırılmıştır. Her iki pelajik tür de, Güney Karadenizin Batı kıyısında daha yüksek bolluk göstermişken, setase beslenme alanları baskın şekilde Güney Karadenizin Doğu kıyısında konumlanmaktadır. Setase ve pelajik balık türleri su kolonu derinliklerinde alansal ve gündüz ile gece aktivitesini ayıran zamansal sınıflandırmalarla karşılaştırıldığında, sonuçlar bahsi geçen avcılar ve Hamsi arasında bir lineer pozitif korelasyon göstermemiştir. Setase türleri ile anlamlı bir pozitif korelasyonsa, Çaça üzerinde gece saatlerinde GAM analizi sonucunda gözlemlenmiştir. Bu sonuçlar, setase beslenmesinin pelajik Hamsi stokları üzerinde baskın etkisi olduğu varsayımının geçersizliğine işaret etmektedir. Bu sebeple, sunulan çalışmanın sonuçlarının, Karadeniz yönetim ve koruma stratejilerinde göz önünde bulundurulması umulmaktadır. Çalışmada kullanılan metod, setase ekolojisi çalışmaları üzerinde yenilikçi bir yaklaşım olmakla beraber, av ve avcı verisinin tek bağlam üzerinden kullanılması ve mevcut veri setlerinin değerlendirilebilmesini sağlaması, algoritmanın da geliştirilme kanallarına açık yapısı sebebiyle oldukça önem taşımaktadır. Anahtar Kelimeler: Akustik, Setase, Beslenme Alanları, Karadeniz, Pelajik Dağılım

Cetacean hunting was banned in Turkey in 1983. In the following decades, as the ecological shifts in the Black Sea occur, over-increase in the cetacean populations were hypothesized as the cause of the decline in economically valuable pelagic fish species like Anchovy (Engraulis encrasicolus) and Sprat (Sprattus sprattus). These arguments create the pressure of re-legalization of direct killing of cetaceans, whom are assumed to be foraging mainly on Anchovy. These arguments, although raise concerns from the fishery economy aspect, lacked scientific foundation due to absence of cetacean foraging studies in the Black Sea. Therefore, this thesis study aimed its efforts at determining cetacean distributions and their foraging habitats in the Turkish waters of the Southern Black Sea, to explore whether the assumptions of highly overlapping prey preference and competition of resources did actually hold.For this purpose, active acoustics data that was collected for Anchovy Stock Assessment research was utilized, with the implementation of recently developed algorithms that enable extraction of cetacean distributions, from the vocalization marks from the echograms. The extracted vocalization marks from the clicks that are assumed to be in higher occurrences during foraging, are quantified within 1nmi running radius. These foraging activities were then compared with the pelagic fish abundances that were analyzed via echointegration techniques from the data active acoustic data set of November 2016.Both pelagic species, showed high abundances in the western coast of the Southern Black Sea, whereas cetacean distribution and foraging areas were observed dominantly in the eastern coast of the Southern Black Sea. When the cetacean and pelagic distributions were analyzed for spatial and temporal overlap both within layers in the water column and at different times of the day, results showed no significant positive linear correlation between the mentioned top predators and Anchovy. These results are indicative of the inoperative assumption of cetacean foraging pressure playing a significant role in the declining of the Anchovy stocks. Cetacean encounters were shown to be correlated with Sprat distributions, during Night time form the presented GAM results. Therefore, outcome of this study is aimed to be of consideration in management and conservation strategies in the Black Sea.The methodology used in this study is an innovative approach to cetacean ecology studies, which is opportunistic in nature, is holding great potential for the research of cetacean foraging with the enabling the use of existing concurrent data sets of predator and prey, and further potential of development.Keywords: Acoustics, Cetacean, Foraging Areas, Black Sea, Pelagic Distribution