Publicação
A new methodological approach to assess the effort and spatiotemporal dynamics of a fishery
| datacite.subject.fos | Ciências Naturais::Outras Ciências Naturais | |
| datacite.subject.sdg | 14:Proteger a Vida Marinha | |
| datacite.subject.sdg | 16:Paz, Justiça e Instituições Eficazes | |
| datacite.subject.sdg | 09:Indústria, Inovação e Infraestruturas | |
| dc.contributor.advisor | Gonçalves, Jorge M. S. | |
| dc.contributor.advisor | Russo, Tommaso | |
| dc.contributor.advisor | Erzini, Karim | |
| dc.contributor.author | Sales Henriques, Nuno | |
| dc.date.accessioned | 2026-09-23T11:09:26Z | |
| dc.date.available | 2026-09-23T11:09:26Z | |
| dc.date.issued | 2025-12-19 | |
| dc.description.abstract | Um dos principais desafios para uma gestão eficaz do ambiente marinho é compreender e quantificar com precisão as atividades humanas que nele ocorrem. A pesca, sendo uma das atividades mais importantes e impactantes neste ambiente, é também das mais difíceis de monitorizar e regulamentar, o que torna imperativo melhorar o conhecimento atual sobre estas práticas. Ao longo da história da investigação e gestão pesqueira, têm surgido várias metodologias e ferramentas com o intuito de melhorar o conhecimento de base sobre estas atividades. Com a implementação de dispositivos de rastreamento de embarcações, como o VMS (Vessel Monitoring System) e AIS (Automatic Identification System), em algumas embarcações de pesca, os dados daí resultantes revelaram-se uma fonte de informação extremamente útil e importante para aprofundar o conhecimento sobre as atividades de pesca, conhecimento esse que, até então, era muito difícil ou dispendioso de obter. Além disso, quando este tipo de dados é combinado com outros dados, como dados ambientais ou dados da pesca como os de desembarques em lota ou informação de diários de bordo, o conhecimento que pode ser obtido através desta abordagem aumenta tanto em quantidade e qualidade como em diversidade. Os dados de rastreamento de embarcações, e a sua combinação com dados dependentes da pesca, têm sido particularmente úteis para mapear e quantificar o esforço de pesca com resoluções sem precedentes. No entanto, e até ao início desta tese, a grande maioria das abordagens que utilizam estes dados tem-se focado principalmente em atividades de pesca com artes ativas, como o arrasto e o cerco. Por outro lado, as atividades de pesca com artes passivas, especialmente num contexto polivalente, têm recebido consideravelmente menos atenção por parte destas novas metodologias. O objetivo desta tese foi colmatar a falta de metodologias que permitam abordar importantes lacunas de conhecimento relacionadas com as atividades de pesca polivalente com artes passivas. Para isso, foram desenvolvidas novas metodologias baseadas em dados de rastreamento de embarcações e dados dependentes da pesca, que permitem mapear e quantificar o esforço de pesca com elevada resolução e a uma escala alargada. Foram também explorados os benefícios da combinação destes dois tipos de dados para melhorar o controlo, monitorização e vigilância das atividades de pesca, bem como foi analisada criticamente a qualidade dos dados dependentes da pesca quando utilizados para estimar o esforço de pesca. Esta tese focou-se nas embarcações de pesca costeira polivalente a operar ao longo da costa continental portuguesa, com um comprimento de fora-a-fora superior a 15m. Estas embarcações, sendo elas polivalentes, podem operar diversas artes de pesca, incluindo durante a mesma viagem de pesca. Apesar de estarem aptas e autorizadas a operar diversas artes, as artes mais utilizadas por esta frota são as redes estáticas (emalhar e tresmalho), armadilhas e covos e palangre. Numa primeira fase, foi desenvolvida uma metodologia de classificação de dados de rastreamento de embarcações para mapear e quantificar o esforço de pesca, em termos de tempo de imersão, de artes estáticas em contexto polivalente. Esta metodologia permite identificar os quatro principais comportamentos de uma embarcação esperados numa viagem de pesca com artes passivas: navegação, largada da arte, deriva/navegação lenta e recolha/alagem da arte. Os resultados da aplicação desta abordagem a embarcações costeiras que utilizam redes e covos/armadilhas permitiram perceber que os eventos de pesca com redes e com covos/armadilhas diferem bastante em termos de tempo de imersão. Os eventos de pesca com redes decorrem durante períodos mais curtos, com tempos de imersão geralmente até 24 horas, enquanto os eventos com covos e armadilhas apresentam uma distribuição de tempo de imersão mais ampla. Dada a natureza demersal destes tipos de pesca, a distribuição da atividade desta frota concentrou-se essencialmente na plataforma continental portuguesa e na parte superior do talude continental. A distribuição do esforço de pesca, por outro lado, revelou-se heterogénea, sendo mais prevalente na zona norte do país. Para obter estes resultados, a metodologia de classificação de dados desenvolvida exige dados de rastreamento de embarcações altamente consistentes e completos, o que nem sempre acontece quando se utilizam dados AIS para esse fim, apesar de serem os melhores atualmente disponíveis. Devido à inconsistência dos dados AIS utilizados, apenas 12,1% do esforço de pesca total da frota analisada pôde ser estimado. Assim, para obter uma estimativa mais completa do esforço total de pesca, foi desenvolvida uma abordagem complementar. Os dados classificados de rastreamento de embarcações foram combinados com dados oficiais de desembarques para extrapolar o esforço de pesca da frota estudada durante operações com redes. Esta abordagem baseou-se no comprimento médio das redes utilizadas por viagem, informação obtida a partir dos dados de AIS classificados na primeira abordagem, e no número total de viagens de pesca inferido a partir dos dados oficiais de desembarques. Com esta abordagem, foi possível estimar o esforço de pesca com redes, em quilómetros de redes, para toda a frota ao longo de todo o território nacional continental. Corroborando com os resultados do estudo inicial, a zona norte do país é a região que sofre maior pressão de pesca por parte desta frota. A abordagem também forneceu informações sobre a variação sazonal do esforço de pesca, que parece ser maior durante a primavera e o verão. Os valores estimados indicam que o comprimento total de redes utilizadas por esta frota equivale a quatro vezes o comprimento da linha do equador. Esta extrapolação do esforço depende, naturalmente, da exatidão e do quão completos são os dados dependentes de pesca utilizados. Por essa razão, foi desenvolvida uma abordagem que permite identificar quando as embarcações não reportam os seus desembarques. Esta metodologia, além de permitir avaliar a fiabilidade das estimativas de esforço de pesca baseadas em dados de desembarques, permite também perceber de que forma os pescadores cumprem com a obrigação legal de desembarcar as capturas nos locais apropriados. Os resultados desta análise mostram que nem todos os pescadores se comportam da mesma forma relativamente a esta obrigação. Cerca de um terço das embarcações analisadas são responsáveis por quase 85% dos eventos de desembarque não reportados identificados e, no total, 16% das viagens de pesca registadas com dados AIS não tinham qualquer registo de desembarque associado. Isto significa que estas viagens não teriam sido consideradas na estimativa do esforço de pesca caso se utilizassem apenas os registos de desembarque. Verificou-se ainda uma variação sazonal na proporção de viagens sem registos de desembarque: durante o final da primavera e o verão, o cumprimento dos requisitos legais de descarga parece aumentar, sendo menor no restante período do ano. Embora esta análise não permita, nem pretenda, comprovar a existência de infrações legais, constitui uma ferramenta valiosa no âmbito da avaliação de risco. Ao identificar embarcações com maiores taxas de viagens não reportadas e os períodos temporais em que tal ocorre, é possível otimizar a alocação dos recursos de fiscalização, orientando-os para os operadores com maior propensão para o incumprimento destas obrigações. Na parte final desta tese, foram comparados os dois tipos de dados de pesca utilizados (desembarques oficiais e dados de diários de bordo) em termos da sua fiabilidade quando utilizados para estimar o esforço de pesca em número de viagens. De facto, a natureza autodeclarada dos dados de diário de bordo tem sido uma preocupação relevante quanto à sua qualidade e exatidão. Os resultados desta análise confirmam essas preocupações. Quando comparados com o número de viagens inferido a partir dos dados oficiais de desembarque, que são registados e reportados por uma entidade oficial designada para esse fim (DOCAPESCA Portos e Lotas, SA), os dados de diário de bordo registaram menos 23% de viagens. Esta é uma diferença significativa, especialmente considerando que também os dados de desembarque se revelaram incompletos para estimar a totalidade do esforço de pesca da frota analisada. Em suma, nesta tese foram desenvolvidas novas metodologias capazes de fornecer informação nova e valiosa sobre a quantidade e distribuição espacial e temporal do esforço de pesca. Estas permitem estudar o esforço de pesca em termos de tempo de imersão e comprimento das artes utilizadas, duas métricas com resoluções superiores às tradicionalmente usadas. A combinação de dados de rastreamento de embarcações com dados dependentes da pesca mostrou também ser uma abordagem útil para identificar operadores que não cumprem com as obrigações de desembarque, e para apoiar os esforços de monitorização, controlo e vigilância. Não obstante o seu potencial, a eficácia destas metodologias está fortemente condicionada pela qualidade e completude dos dados utilizados. De facto, essa qualidade revelou ser um dos principais obstáculos à obtenção de estimativas completas e robustas do esforço total de pesca da frota estudada. No entanto, é importante realçar que a continua inovação tecnológica da coleta e análise de dados de pesca são fundamentais para uma gestão das pescas mais eficiente e sustentável. Foi com sobre esta premissa e com o objectivo de inovar a análise de dados de pesca que esta tese foi desenvolvida. É importante referir que o desenvolvimento tecnológico deve, não só servir a gestão pesqueira, mas também o próprio sector. De forma que este se torne mais eficiente, ambiental e economicamente sustentável e mais seguro para quem anda no mar. | por |
| dc.description.abstract | One of the main challenges to effectively manage the marine environment is to fully understand and quantify the human activities happening in this realm. Fishing, as one of the most important and impactful activities happening in this environment, is also one of the most difficult to manage and control, which makes it imperative to improve the current knowledge on these practices. Throughout the history of fisheries research and management, different methodologies and tools have emerged with the purpose of increasing the baseline knowledge on fishing activities. With the implementation of vessel tracking devices in some fishing vessels, vessel tracking data has proved to be a highly useful and important source of information to increase the knowledge on fishing activities that, until their usage, were either very costly or very difficult to obtain. Moreover, when this type of data is combined with other types of data, such as environmental or fisheries-dependent data, the knowledge that is possible to get increases in terms of quantity and diversity. Vessel tracking data, and its combination with fisheries-dependent data has been particularly useful to map and quantify the fishing effort with unprecedented resolution. However, and until the start of this thesis, the vast majority of approaches relying on such data and approaches have mainly focused on fishing activities using active fishing gears, such as trawls and seiners, whereas fishing activities relying on passive fishing gears, and especially within a polyvalent (multi-gear) context, have received substantially less attention from these new methodologies. The aim of this thesis was to address this lack of methodologies that allow addressing important knowledge gaps related to polyvalent and passive fishing activities. This was achieved by developing new methodologies relying on vessel tracking data and fisheries-dependent data that allow to map and quantify the fishing effort with high resolution and at a broad scale. The benefits of combining these two types of data to improve monitoring, control and surveillance of fishing activities was also explored, and the quality of fisheries-dependent data when used to estimate the fishing effort was critically analysed. This thesis focused on a polyvalent coastal fishing fleet operating along the Portuguese mainland coast, with a length overall larger than 15m. These vessels can used different fishing gears, including during the same fishing trip. Despite being capable and authorized to use a wide range of gears, the most commonly used by this fleet are static nets (gillnets and trammel nets), pots and traps, and longlines. Initially, a vessel tracking data classification methodology was developed to map and quantify the fishing effort, as soak time, of static fishing gears within a polyvalent context. This methodology allows identification of the four main behaviours expected within fishing trips using passive fishing gears: steaming, gear deployment, drifting/slow navigation and gear hauling. The results of applying this approach to coastal fishing vessels using nets, pots, and traps showed that net fishing events and fishing events using pots and traps are quite distinctive in terms of soak time. Net fishing events are carried out for shorter periods, with soak times usually of up to 24h, whilst pots and traps has a much wider distribution of soak time. Given the demersal nature of these fishing techniques, the fishing footprint was essentially distributed within the Portuguese continental shelf and upper part of the continental slope. The distribution of the fishing effort, on the other hand, showed patchy distributions, being more prevalent in the northern part of the country. To be able to provide such results, the developed data classification methodology requires highly consistent and complete vessel tracking data, which is not always the case when AIS data is used in such estimates. Because of the inconsistency of the used AIS data, the total fishing effort was estimated for only 12.1% of the analysed fleet. Therefore, to have a more complete estimate of the total fishing effort, another approach to estimate the fishing effort was developed. The classified vessel tracking data was combined with official landings data to extrapolate the fishing effort of the studied fleet when operating nets. It relied on the average length of nets used per trip, information that was obtained from the classified AIS data, and the total number of fishing trips that was possible to infer from official landings data. This approach allowed to estimate the net fishing effort, in km of nets used, for the entire fleet throughout the entire country. Corroborating with the results from the initial study, the northern part of the country is the region that is subjected to higher fishing pressure from this fleet. It also provides information of the seasonal variation of fishing effort which appears to be higher during the spring and summer months, and the estimated values of effort concluded that the total length of nets used by this fleet in each year suffices to encircle the equator 4 times. This extrapolation of effort is, of course, dependent on the accuracy and completeness of the fishery-dependent data that was used as extrapolation source. This is why, in the following part of this thesis, an approach that allowed to identify when vessels missed reporting their landings was developed. This methodology, besides allowing to understand to which extend fishing effort estimates relying on landings data are accurate, allows understanding how fishers comply with the obligation of landing their catches where they are legally required to do so. The results from this analysis enables to understand that not all fishers behave equally regarding such regulations. Approximately one third of the analysed vessels are responsible for nearly 85% of the identified unreported landing events and, overall, 16% of the fishing trips tracked with AIS data did not have any landing record associated to them. This means that these trips would not have been considered for the estimation of fishing effort if landings records were used to that end. Moreover, a seasonal variation in the proportion of trips without unreported landing events was also identified: during the late spring and during the summer, the compliancy with landing requirements seems to increase, whereas it is lower during the remaining part of the year. This analysis, although not being able to prove if fishers are committing any illegality, which it was not intended to do, provides very valuable information within a risk assessment framework. By knowing which vessels have higher rates of fishing trips without landing records, and during which months, allows enforcement entities to better allocate their control efforts towards such actors with higher tendency of not following with such regulations. The last part of this thesis compares the two types of fishery-dependent data used in this thesis (official landings and logbook data) in terms of their accuracy when used to estimate the fishing effort as number of fishing trips. Indeed, the self-reported nature of logbook data has been a relevant concern affecting the quality and accuracy of this form of data. The results of this analysis corroborate such concerns. When compared with the number of fishing trips inferred from official landings data, which is logged and reported by an official third party especially designated to that end, logbook data had nearly 23% fewer fishing trips logged than landings data. This is a significant difference from a dataset, which, as we have seen, is also incomplete for the purpose of fully estimating the total fishing effort of the analysed fleet. In summary, in this thesis new methodologies capable of providing new and valuable information on the quantity and distribution of fishing effort were developed. They allow the study of fishing effort in terms of soak time and length of used gears, which are two metrics with higher resolution than what has been commonly used. The combination of vessel tracking data with fisheries-dependent data has also proved to be a valuable approach to identify actors that fail to comply with landing and reporting regulations and to assist in monitoring, control and surveillance efforts. Despite the novelty and powerful insights from the developed methodologies, they are deeply dependent on the quality and accuracy of the used data. Indeed, the quality of the data proved to be an important bottleneck when such methodologies are used to provide complete and comprehensive estimates of fishing effort. However, it is important to emphasize that the continuous technological innovation in the collection and analysis of fisheries data is fundamental for a more efficient and sustainable management of fishing activities. It was upon this premise and with the objective of innovating fishing data analysis that this thesis was developed. It is also important to state that technological developments should not only serve fisheries management but also the sector itself, making it more efficient, environmentally and economically sustainable, and safer for those at sea. | eng |
| dc.identifier.tid | 101807945 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.1/29505 | |
| dc.language.iso | eng | |
| dc.relation | Algarve Centre for Marine Sciences | |
| dc.relation | Algarve Centre for Marine Sciences | |
| dc.relation | Centre for Marine and Environmental Research | |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | |
| dc.subject | Dados de rastreamento de embarcações, | |
| dc.subject | Dados de pesca | |
| dc.subject | Esforço de pesca | |
| dc.subject | Pesca polivalente | |
| dc.subject | Desembarques não reportados | |
| dc.title | A new methodological approach to assess the effort and spatiotemporal dynamics of a fishery | eng |
| dc.type | doctoral thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| oaire.awardNumber | UIDB/04326/2020 | |
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| oaire.awardNumber | LA/P/0101/2020 | |
| oaire.awardTitle | Algarve Centre for Marine Sciences | |
| oaire.awardTitle | Algarve Centre for Marine Sciences | |
| oaire.awardTitle | Centre for Marine and Environmental Research | |
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| person.familyName | Sales Henriques | |
| person.givenName | Nuno | |
| person.identifier.orcid | 0000-0001-8163-7414 | |
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| project.funder.name | Fundação para a Ciência e a Tecnologia | |
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| thesis.degree.grantor | Universidade do Algarve. Faculdade de Ciências e Tecnologia | |
| thesis.degree.level | Doutor | |
| thesis.degree.name | Doutoramento em Ciências do Mar, da Terra e do Ambiente (CMTA), ramo Pescas e Aquacultura (AQ) |
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