Current distribution of the small pelagic fish populations in the North Eastern Levantine sea in relation to environmental conditions and predicting the impacts of temperature rise on their future distributions

Abstract

Kuzeydoğu Levant denizinde aşırı avcılık sonucu ekonomik değeri yüksek alışılageldik türlere ait stoklar azalmakta, av istatistikleri balıkçılık ilgisinin ekonomik değeri daha düşük olan küçük pelajik balıklara doğru kaydığını göstermektedir. Aynı zamanda Lesepsiyen göçü sayesinde tür sayısı hızla artmakta ve buna karşın Akdeniz'in yerel türlerinin bu değişimlere nasıl tepki vereceği bilinmemektedir. Diğer taraftan iklim değişikliğine bağlı olarak denizlerin ısınmaya başladığı bilinmekte ve zaten Akdeniz'in en sıcak bölgesi olan Levant denizinin doğusundaki deniz yaşamının bu değişiklerden etkilenmesi kaçınılmaz gözükmektedir. Bu değişimlerin küçük pelajik balıklara etkisi hakkında bir öngörüde bulunabilmek için bu çalışmada Kudeydoğu Levant denizindeki küçük pelajik balıkların dağılımları ve çevresel değişkenlerle ilişkileri ortaya konmuş, en baskın tür olarak bulunan Sardinella aurita'nın olası iklim değişikliğine göstereceği tepki araştırılmıştır.Çalışmada Suriye sınırından Taşucu'na kadar olup (33,8º E - 36,2º E) kıta sahanlığı içinde kalan alan incelenmiştir. Çalışma verileri, TÜBİTAK tarafından desteklenen - 108O566 projesi kapsamında, 2009 -2011 yılları arasında Haziran ve Ekim aylarında yapılmış 5 akustik sörvey sırasında toplanmıştır. Çalışma verileri hidro-akustik ölçümlerin yanında, CTD örneklemeleri, trol örneklemeleri ve uydu haritalarından oluşmuştur. Bu çalışmadaki analizler ve sonuçlar şu üç başlık altında özetlenebilir; i) akustik olarak tespit edilen türlerin tanımlanması, ii) tür dağılımlarının çevresel değişkenlerle ilişkilerinin incelenmesi ve iii) habitat uygunluğuna bağlı olarak muhtemel sıcaklık artışının etkilerinin incelenmesi. viiİş akışı akustik verilerin işlenmesiyle başlamış bu aşamada veri içerisindeki gürültü, deniz tabanı yüzey köpüklenmeleri gibi hedef dışı ekoların temizlenmesiyle tamamlanmıştır. Ham veriye kalibrasyon parametrelerinin uygulanmasının ardından sürü verisinin tanımlayıcılarıyla beraber çıktısı alınmıştır ve hatalara karşı kontrol edilmiştir. Bir sonraki aşamada tür tanımlama açısından anlamlı sonuçlar verebilecek parametreler seçilmiş ve kümeleme analizine tabi tutulmuştur. Buna paralel olarak trol örneklemeleri analiz edilmiş tür tanımlama amaçlı için bir biokütle indeksi elde edilmiştir. Daha sonra ham CTD verisi işlenmiş ve haritalanmıştır. Sürülerin belirlenmesinde türlerin kendilerine özgü sürü yapılarından faydalanılmıştır. En son aşamada trol verisi ve kümeleme analizi sonuçları bir araya getirilerek yapay sinir ağı analizi alt yapısı oluşturulmuş ve uygulanmıştır. Son aşamada tür dağılım haritaları çevresel değişkenler ışığında değerlendirilmiş ve hedef türlerin dağılımlarını etkileyen faktörler incelenmiştir. Türlerin dağılımlarının çevresel değişkenlere ilişkileri genel eklemeli model ile incelenmiştir. Habitat uygunluğu ve sıcaklık değişiminin muhtemel etkileri, genel eklemeli model analizlerinde elde edilen modellere dayalı farklı sıcaklık senaryolarına göre yapılan tahmin sonuçlarına göre değerlendirilmiştir.Sonuç olarak alandaki en baskın türün Sardinella aurita olduğu ortaya çıkmıştır. Kayda değer yoğunluğa sahip diğer önemli türlerin, Sardina pilchardus, Dussumeiria elipsoides, Etrumeus teres, Trachurus trachurus ve Trachurus mediterraneus olduğu ortaya çıkmıştır. Engraulis encrasicolus, Herklotsichthys punctatus ve Sardinella madarensis gibi türler yoğunluk açısından azınlıkta kalmıştır. Yüzey sularının ısınması ile oluşan tabakalaşma, iki farklı habitat oluşmasına neden olmakta, tür dağılımları çoğunlukla sıcaklık tercihlerine göre bu habitatlarda yerlerini almaktadırlar. Sardinella aurita başta olmak üzere 21 - 26 derece arasında en uygun dağılım gösteren sıcak sever türler özelikle klorofilin yoğun olduğu, nehir ağızlarına yakın sığ bölgelerle ilişkilenmiştir. Özellikle Ekim aylarında ortaya çıkan juvenile Sardinella sürüleri en verimli bölgeler arasında olan Seyhan Ceyhan arasındaki üretimin yoğun olduğu kıyı alanını tercih etmesi bu bölgenin bölge küçük pelajik balıkları açısından en önemli habitatlardan olduğunu göstermektedir. Düşük sıcaklık tercihleri ile 17 ºC -19 ºC ve 19 ºC -21 ºC sıcaklık aralıklarını tercih ettiği görülen türler için ise Termoklin tabakasının bir üst bariyer oluşturduğu anlaşılmış dolayısıyla kıyıdan daha uzak bölgelerde varlık gösterdiği belirlenmiş yine de en uygun derinlik tercihlerinin 100m yi geçmediği anlaşılmıştır.Genel eklemeli modelllere bağlı olarak Sardinella aurita için elde edilen habitat uygunluğu tahmin haritaları, Nil deltası önündeki geniş kıta sahanlığında bulunun verimli ve nispeten sıcak viiisular ile benzer özellikler gösteren ve bu çalışma bölgesine karşılık gelen Kuzeydoğu Levant kıyılarının (Mersin körfezi ve İskenderun körfezi ) en uygun alanlar olduğunu göstermiştir. Sıcaklık artış senaryolarına bağlı olarak yapılan testlerde sıcaklık açısından bu türün marjinal sınırlarında olduğu ve daha fazla artan sıcaklıklara ters tepki göstererek hızla azalabileceği ortaya konmuştur.

Stocks of traditionally targeted fish species are in decline in the north eastern Levant Sea due to overfishing during recent decades, while catch statistics show a simultaneous increase in landings of commercially less valuable small pelagic species. Moreover, the number of species in the eastern Mediterranean is increasing due to Lessepsian migration and the response of native species to the continuous migration of lessepsian species is in question. Additionally, warming associated with climate change is expected to affect populations of small pelagic fish. This hypothesis may be of particular importance in the north eastern Mediterranean as it is the warmest basin of the Mediterranean. In this study, the aim was to determine the environmental factors that may have an effect on the distribution of small pelagic fish populations and to predict their possible response to future climate changes.This study took place within the continental shelf area between Taşucu and the Turkish - Syrian border (33.8º E - 36.2º E). The data were collected between 2009 and 2011 during five hydro-acoustic surveys conducted for the project 108O566 (supported by Tubitak) by METU - IMS during June and October each year. Data consist of fisheries acoustics records, trawl samplings, CTD casts and satellite data. The overall workflow basically involved four phases,: I) As this was the very first attempt to study small pelagic fishes in the NE Mediterranean by a hydroacoustic method, much emphasis was placed on the development of a methodology to identify the species in the pelagic fish fauna; II) mapping the distribution of acoustically identified fishes; III) examining their relationship with environmental factors and finally; IV) predicting the effect of future warming based on habitat suitability. ivIn the analysis part; the workflow starts with scrutinization which involved; application of calibration parameters to raw data, elimination of noise, and detection and removal of the sea bottom and surface reverberation layers. Subsequently the fish schools and their descriptors were extracted and meaningful school parameters were selected for statistical analysis. Additionally, trawl hauls and CTD data were analysed. School forming typologies were then utilised to distinguish particular