In the present study, time series of monthly Catch per Unit Effort (CPUE) data from the Cyprus fishing fleet that operates in four areas of the island, were analyzed covering the period 1980-2006. Possible relationships between CPUE and meteorological variables of precipitation, air temperature, relative humidity, sea-level pressure and wind stress, were also investigated. CPUE standardization using Generalized Linear Models (GLM), was applied between LnCPUE as a dependent variable and the independent variables of year, month, area and their interactions. Area was identified as the most important variable in influencing CPUE of small scale fisheries, explaining 26.7% of the variability in LnCPUE. The CPUE shows an increase from east to west of the island. Analysis showed that temporal variables (Month and Year) were also important in influencing the CPUE in both fisheries. Particularly, the analysis revealed that the bottom trawl LnCPUE tended to have higher intra-annual variation than the small scale CPUE, because of the fact that the variable of month (M) was the most important explaining 19.5% of the variability in LnCPUE. The statistical significance of CPUE trends was not obvious due to the autocorrelation of the residuals from the GLMs. Therefore, GAMMs were developed with the independent variables of year, fishing month (fm) and area a first order autoregression (p=1) (GAMM-2). The results showed an inter-annual decrease of CPUE in the western region of Cyprus. This could be due to the overfishing status of the stocks in combination with the reduction of river-runoff in the sea. Cross correlation and wavelet analysis, showed that precipitation is leading CPUE positively with a time lag of one year, possibly because of the stimulation of primary production. Wind stress during summer months, also indicated that causes positive leading of CPUE with a time lag of one year in the southwestern coastal areas of Cyprus. This information coincides with the fact that upwellings taking place during summer in the same regions because of the strong northwesterly winds are eventually beneficial for fisheries productivilty. Univariate SARIMA models were developed and applied for forecasting CPUE. The high values of coefficient of determination of the forecasted monthly values using the log-transformed and ordinary standardized CPUE for one year ahead (2006), with error rates of a range 1.6-6.4% for both fishing categories, is an important goal for modelling time series of Cyprus CPUE data. Finally, non-equillibrium production models indicated for small scale fisheries that harvest has an increasing trend while stock appears to have a declining trend for three areas. The increasing trends of harvest apparently lead to the overfishing of the stocks. The unique exponential decrease of stock values in the eastern coast, suggests that management plans are needed to focus in that area helping the recovery of stocks. Depletion models were simulated successfully in bottom trawl CPUE data, showing a declining trend with cumulative catch.
Στη συγκεκριμένη διδακτορική διατριβή αναλύθηκαν χρονοσειρές Παραγωγής ανά μονάδα Αλιευτικής Προσπάθειας (ΠΑΜΑΠ) στα χωρικά ύδατα της Κύπρου, από δύο κατηγορίες αλιείας (παράκτια αλιεία μικρής κλίμακας και τράτα βυθού) και τέσσερις περιοχές χρησιμοποιώντας μηνιαία δεδομένα που καλύπτουν την περίοδο 1980-2006. Παράλληλα διερευνήθηκε η πιθανή στατιστική εξάρτηση αυτής της μεταβλητής με 5 μετεωρολογικές μεταβλητές που είναι η βροχόπτωση, η μέση θερμοκρασία, η σχετική υγρασία, η ατμοσφαιρική πίεση και η ένταση του ανέμου. Η τυποποίηση (standardization) των τιμών της ΠΑΜΑΠ και για τις δυο κατηγορίες αλιείας, πραγματοποιήθηκε με τη χρήση Γενικευμένων Γραμμικών Μοντέλων (GLM), μέσω της ανάπτυξης γραμμικών σχέσεων μεταξύ της λογαριθμημένης ΠΑΜΑΠ (LnΠΑΜΑΠ) και των μεταβλητών του έτους, μήνα, περιοχής και αλληλεπιδράσεων τους. Το τελικό ΠΑ-GLM-3 περιγραφής της LnΠΑΜΑΠ για την παράκτια αλιεία έδειξε ότι η μεταβλητή της περιοχής (Π) είναι η πιο σημαντική στην επίδραση της ΠΑΜΑΠ παράκτιας αλιείας, περιγράφοντας το πολύ ψηλό ποσοστό 26.7% της μεταβλητότητας. Συγκεκριμένα, παρατηρήθηκε αύξηση της ΠΑΜΑΠ από ανατολικά προς δυτικά της Κύπρου. Με την ανάπτυξη των Μεικτών Αθροιστικών Μοντέλων (GAMM) για αντιμετώπιση της μη- γραμμικότητας στις εξαρτήσεις της ΠΑΜΑΠ καθώς και της αυτοσυσχέτισης στις χρονοσειρές, διαφάνηκε μια διαχρονική μείωση της ΠΑΜΑΠ στις δυτικές περιοχές της Κύπρου. Αυτό μπορεί να υποδηλώνει μια διαχρονική εξασθένηση των αποθεμάτων στις δυτικές περιοχές από πιθανή υπεραλίευση, αλλά ίσως και από τη διαχρονική μείωση της εισροής ποτάμιου νερού στη θάλασσα, έχοντας υπόψη ότι θεωρούνται οι αποδοτικότερες λεκάνες απορροής στο νησί. Τα αποτελέσματα της έτερο-συσχέτισης (CCF) και ανάλυσης κυματιδίων (wavelet analysis), έδειξαν τη βροχόπτωση να έχει θετική καθοδήγηση στην ΠΑΜΑΠ με μια χρονική υστέρηση ενός έτους όπου πιθανότατα να οφείλεται στη διέγερση της πρωτογενούς παραγωγής όπως διαπιστώνεται και από δορυφορικές εικόνες εξάπλωσης της χλωροφύλλης. Η ένταση του ανέμου έδειξε επίσης να καθοδηγεί θετικά την ΠΑΜΑΠ με χρονική υστέρηση ενός έτους στις νοτιοδυτικές περιοχές της Κύπρου και μάλιστα από τιμές των καλοκαιρινών μηνών, κάτι που υποδηλώνει ότι οι παράκτιες αναβλύσεις που λαμβάνουν χώρα το καλοκαίρι στις ίδιες περιοχές εξαιτίας των επικρατούντων βορειοδυτικών ανέμων, είναι ευεργετικές για την αλιευτική παραγωγικότητα. Μονοδιάστατα εποχικά μοντέλα ARIMA, έχουν αναπτυχθεί για σκοπούς πρόγνωσης της ΠΑΜΑΠ. Τα αποτελέσματα είναι ενθαρρυντικά για βραχυπρόθεσμο επίπεδο με διάρκεια πρόγνωσης ενός έτους, κυρίως για τις νοτιοδυτικές περιοχές αφού το τυπικό σφάλμα της πρόγνωσης κινείται σε χαμηλά ποσοστά (1.6-6.4%) και για τις δύο κατηγορίες αλιείας (παράκτια αλιεία και τράτα βυθού). Τα μοντέλα βιομάζας στο τέλος, έδειξαν την αυξητική τάση που έχει ο ρυθμός αλίευσης στην παράκτια αλιεία και την πτωτική πορεία που αποκτούν οι υπολογισμένες τιμές του αποθέματος στο χρόνο, κάτι που επιβεβαιώνει την κατάσταση υπεραλίευσης. Η εκθετική μείωση των αποθεμάτων στην ανατολική περιοχή της Κύπρου, καθιστά αναγκαία τη λήψη μέτρων για την προστασία και τη βιώσιμη εκμετάλλευση τους. Τα μοντέλα εξάντλησης του αποθέματος, έχουν αποδώσει στα δεδομένα ΠΑΜΑΠ για τράτα βυθού, δείχνοντας την μείωση της με το αθροιστικό αλίευμα αλλά και διαδοχικά στο χρόνο.
