Rüdiger Voss, Myron A. Peck, Jörn O. Schmidt, Hans‐Harald Hinrichsen

Sustainable Fisheries

Kiel University: Sustainable Fishery

Rüdiger Voss, Hans‐Harald Hinrichsen, Jörn O. Schmidt

& Martin F. Quaas

General global warming trendSince mid‐80s accelerated to ca. 0.4°C / decade

Motivation

Also obvious in the Baltic

GB surface

GB vertical mean

Are there spatial / seasonal differences?

How are fish early life stages affected?

3‐D hydrodynamic modelPeriod 1979‐2005Resolution 5x5 km, 42 vertical levelsForced by real wind field & river runoffValidated against field data

Methods

Data analysed • ¼ ICES rectangle (15x15 nm)• Monthly basis• 10 m depth strata 

Methods

Year

1980 1985 1990 1995 2000 2005

Tem

pera

ture

(°C

)

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5e.g. August, 60‐70m depth

For each cell/month/depth stratum: linear regression

Methods

For each cell/month/depth stratum: linear regressionYear

1980 1985 1990 1995 2000 2005

Tem

pera

ture

(°C

)

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5e.g. August, 60‐70m depth

‐> slope & significance

Cod eggs

Sprat eggs

Cod larvae

Sprat larvae

Fish early life stages:Baltic Sea is highly stratified

Concentrationon depth 

strataand month, which are relevant for cod & sprat ELHS

Temperature trend 1979‐2005  May, 50‐60m

• North‐south gradient

• Highest values in 

Bornholm Basin

• Up to >1°C/decade

• Some areas not sign.

• North‐south gradient

• Highest values in 

Bornholm Basin

• Up to >1°C/decade

• Some areas not sign.

Temperature trend 1979‐2005  May, 50‐60m

• Coast‐basin gradient

• Moderate increase;0.3°C/decade

• Large areas (mainly 

coastal) not significant

• Important coastal areas 

with negative trend!

August, 0‐10m

• Coast‐basin gradient

• Moderate increase;0.3°C/decade

• Large areas (mainly 

coastal) not significant

• Important coastal areas 

with negative trend!

August, 0‐10m

Sprat Recruitment variability

Life stage Important factors

Predation Temp.

Food Temp.Turbulence

Food Temp.Drift

Fishery Temp.

• Example: Sprat management

• Economic‐ecological  model

• Age‐structured (8 age‐classes)

• Harvest costs independant of stock size

• Constant price

• Maximise biomass yield (no discounting)

Impact of climate change & species interaction on optimal management?

• Temp.‐dependant stock‐recruitment functions

• Variable natural predation mortality (M2)

Economic implications

Economic implications

2010 2015 20201975 1980 1985 1990 1995 2000 2005

Tota

l sto

ck b

iom

ass

('000

tons

)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000 F

2010 2015 20202010 2015 2020

EBA

Climate change

Yield: 250 Yield: 156 Yield: 406

Reference Low temp. High temp.

2010 2015 20201975 1980 1985 1990 1995 2000 2005

Tota

l sto

ck b

iom

ass

('000

tons

)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000 D

2010 2015 20202010 2015 2020

CBA

Economic implicationsVariable predation mortality

Yield: 250 Yield: 310 Yield: 10

Reference Low cod

High cod

Temperature trends are not spatially homogen

Coastal, shallow areas are less predictable, with less 

temperature increase

Temperature increase will favour sprat recruitment

Species‐interaction as well as temperature change will 

strongly influence optimal fisheries management

Conclusion