Atlas sobre Distribución, Rutas Migratorias, Hábitats Críticos y Amenazas, para grandes ballenas en el Pacífico Oriental.

Abstract

Este documento informa sobre los resultados de la implementación del primer componente del proyecto “Planificación espacial de larga escala para rutas migratorias y hábitats críticos de mamíferos marinos en el Pacífico oriental” (PNUMA/España), que se llevó a cabo entre marzo 2011 y junio de 2012. Constituye el insumo principal para la implementación de otros cuatro componentes del proyecto relacionados con el fortalecimiento de la capacidad técnica, difusión y comunicación, apoyo a convenciones regionales y la ejecución de un programa demostrativo sobre gobernanza transfronteriza. La primera parte del documento incluye información relativa a los objetivos, ámbito y alcance del proyecto, la metodología y fuente de la información, así como una descripción general de cada una de las cinco especies de grandes ballenas materia de este estudio. La segunda parte incluye 26 mapas temáticos sobre distribución y migraciones, modelación del hábitat, aspectos socioeconómicos y amenazas de origen antropogénico para mamíferos marinos. Se incluye además un anexo con información relativa a los convenios regionales y globales sobre biodiversidad marina de los que son signatarios los países del Pacífico oriental, así como las iniciativas nacionales y regionales relevantes para la conservación y gestión de los mamíferos marinos.

El proyecto tiene como objetivo principal apoyar la gestión y conservación de mamíferos marinos migratorios y de amplia distribución en el Pacífico oriental mediante la planificación espacial a gran escala con un enfoque ecosistémico. La planificación espacial marina se ha convertido en una importante herramienta de gestión para regular las interacciones de diferentes actividades humanas en una misma zona, promoviendo así su sostenibilidad. Este primer componente del proyecto incluyó la compilación de información biofísica y socioeconómica con la finalidad de realizar análisis con sistemas de información geográficos (SIG) para identificar áreas de concentración, rutas migratorias, principales amenazas y modelación del hábitat.

El Pacífico oriental se extiende unos 20 millones de km2 de aguas territoriales, zonas económicas exclusivas y territorios insulares de 13 países. Sin embargo, para fines del proyecto no se han definido límites geográficos, aunque la mayoría de la información y análisis se ha concentrado en las regiones tropical y subtropical. El manejo y gestión de mamíferos marinos de amplia distribución representa un enorme desafío para la región, no solo porque ocurren a lo largo de zonas jurisdiccionales de muchos países, sino porque en la mayoría de los casos su presencia es estacional. Por ser animales de gran movilidad, las grandes ballenas requieren inmensos espacios oceánicos para completar las diferentes etapas de su ciclo biológico, conectando áreas separadas por miles de kilómetros. Su distribución no se limita a aguas jurisdiccionales ni sus movimientos se limitan a migraciones latitudinales.

Cinco especies de grandes ballenas fueron incluidas en esta evaluación: 1) ballena azul (Balaenoptera musculus), incluyendo las poblaciones del Pacífico nordeste y sudeste; 2) ballena de Bryde o tropical (Balaenoptera brydei = edeni); 3) ballena jorobada (Megaptera novaeangliae) incluyendo las poblaciones del Pacífico nordeste y sudeste; 4) ballena franca austral (Eubalaena australis); y 5) cachalote (Physeter macrocephalus). Estas especies fueron escogidas por su conectividad con el Pacífico oriental tropical, disponibilidad de información, grado de amenaza y por su diversidad en términos de hábitat, ecología y comportamiento migratorio. Adicionalmente, se proporciona información biológica y ecológica de cada una de estas especies, con énfasis en su distribución conocida y en relación a los resultados de la modelación de hábitat realizada, así como su estatus poblacional y de conservación.

La información georeferenciada para el análisis SIG fue compilada a través del Sistema Regional de Información sobre Biodiversidad Marina y Área Protegidas del Pacifico sudeste - SIBIMAP, desarrollado por la Comisión Permanente del Pacífico Sur - CPPS.

En este análisis se usaron 11,598 registros, esto es aproximadamente el 71% de la base de datos de SIBIMAP. La información proviene de muchas fuentes, incluyendo artículos científicos, páginas web de instituciones nacionales, informes y publicaciones de organismos internacionales, bases de datos globales y sets de datos provistos directamente por investigadores.

La representación espacial de aspectos socioeconómicos incluye mapas de la población humana costera, esfuerzo pesquero y desembarques, puertos principales y transporte marítimo. La interacción con pesquerías y las colisiones con barcos fueron identificadas como las dos principales amenazas para las grandes ballenas en la región. Sin embargo, información sobre estos tópicos es escasa y poco representativa de la región, por lo que se requieren esfuerzos adicionales para monitorear y cuantificar el impacto causado a estas especies. También se han incluido mapas sobre áreas marinas y marino-costeras protegidas, pues éstas proveen un marco institucional de protección para las ballenas, y son particularmente relevantes en áreas de concentración.

En el trabajo de modelación de hábitat se utilizaron dos enfoque diferentes: 1) estimación de densidad usando modelos aditivos generalizados (GAM) con información ecológica de cinco variables estáticas predictoras (temperatura superficial del mar, salinidad, clorofila a, profundidad de la capa de mezcla y distancia a la isóbata 200 m) y estimación de abundancia de cetáceos colectada por el Centro de Ciencias Pesqueras del Suroeste (SWFSC-NOAA) de Estados Unidos en el Pacífico oriental tropical entre 1986 y 2006; y 2) idoneidad de hábitat utilizado el modelo Maxent con los datos de solo presencia de SIBIMAP y seis variables ambientales asociados (temperatura del mar, salinidad superficial, profundidad, pendiente, clorofila a superficial y frentes pelágicos persistentes superficiales). Ambos modelos produjeron predicciones similares mostrando una relación entre zonas de mayor densidad con condiciones idóneas de hábitat, pero también algunas diferencias posiblemente asociados al tipo y cantidad de parámetros ambientales usados en cada modelo.

Los mapas de predicción muestran una buena aproximación de la distribución y uso de hábitat de las cinco especies evaluadas, pero no están libres de sesgo. La principal fuente de sesgo se relaciona con la heterogeneidad de las fuentes de los datos, monitoreos mayormente puntuales, oportunísticos y generalmente sin valores de esfuerzo. Otro aspecto a considerar es la representatividad del hábitat que está en función de la distribución de los registros. Dado la escala a la que se ha realizado la modelación y la concentración de registros en zonas costeras, es posible que haya una subestimación de la importancia de áreas oceánicas para especies de distribución más costera, al menos en el Pacífico Sudeste dónde los muestreos oceánicos son escasos.

Se sugieren algunos ajustes como el uso de escores de representatividad de hábitat o estimar tasas de encuentro relativas en futuros análisis para mejorar los resultados de la modelación.

Con este trabajo ha quedado demostrada la importancia de integrar información existente en la región para tratar de entender los procesos ecológicos que regulan los movimientos de las grandes ballenas en el Pacífico oriental tropical. Aún en especies que presentan migraciones estacionales muy marcadas y con sitios de destino relativamente bien conocidos, como las ballenas jorobadas y francas, existen muchos vacíos de información particularmente en relación con las rutas migratorias y sobre la forma en que la población está estructurada. Nuestro conocimiento de especies oceánicas de amplia distribución como los cachalotes y ballenas de Bryde es aún menor pues la cobertura de monitoreo es limitada en términos espaciales y temporales. No obstante las limitaciones existentes, el análisis de la información y los mapas desarrollados en implementación de este componente representan una importante contribución al conocimiento de estas especies y resaltan la necesidad de usar un enfoque transfronterizo para su apropiada gestión.

This report informs about the results in implementation of the first component of the "broad-scale marine spatial planning of migration routes and critical habitats for marine mammals in the eastern Pacific" project (UNEP/Spain), carried out between March 2011 and June 2012. It is a major input for the implementation of other four project components which include capacity building, strategic communication, support to regional conventions and a demonstration project on transboundary governance.

The first part of the document includes information on the objectives, scope, methodology and source of information. An overview of biological and ecological aspects of the five large whale species subject of this study is also included. The second part comprises 26 thematic maps illustrating distribution and migration, habitat modeling, socio-economic aspects and anthropogenic threats to large whales. Finally, the document includes an annex with information on the global and regional agreements on marine biodiversity of which countries of the eastern Pacific are signatories, as well as national and regional initiatives relevant to the conservation and management of marine mammals.

The project aims to support the management and conservation of migratory and widely distributed marine mammals in the eastern Pacific by means of large-scale spatial planning using an ecosystem approach. Marine spatial planning has become an important tool for the management of the impacts from a variety of human activities and allowing their sustainability. The first component of the project included the compilation of biophysical and socio-economic information and analyses to identify concentration areas, migration routes, main threats and habitat modeling.

The eastern Pacific extends over ca. 20 million km2 of territorial waters, economic exclusive zones and island territories of 13 countries. However, for purposes of the project no geographic boundaries have been defined, while most of the information and analysis focuses on tropical and subtropical regions. Management of migratory and widely distributed marine mammals represents an enormous challenge for the region, not only because they occur simultaneously along jurisdictional areas of many countries, but also because in most cases their presence is seasonally-based. Being highly mobile animals, large whales requires of vast oceanic spaces to complete the different stages of their life cycle, connecting areas separated by thousands of kilometers. Their distribution is not restricted to jurisdictional waters neither their movements are limited exclusively to latitudinal migrations.

Five large whale species were included in this assessment: 1) blue whale (Balaenoptera musculus), including Northeast and Southeast Pacific populations; 2) Bryde's whale (Balaenoptera brydei = edeni); 3) humpback whale (Megaptera novaeangliae), including Northeast and Southeast Pacific populations; 4) southern right whale (Eubalaena australis), and 5) sperm whale (Physeter macrocephalus).

These species were chosen for their connection with the eastern tropical Pacific, availability of information, level of threat and their diversity in terms of habitat, ecology and migratory behavior. In addition, biological and ecological information of these five species is provided, with emphasis in their previously known distribution and relative to the results of the modeling carried out, as well as information on their population and conservation status.

The georeferenced information for GIS analysis was compiled through the Regional Information System on Marine Biodiversity and Protected Areas in the Southeast Pacific - SIBIMAP, developed by the Permanent Commission for the South Pacific - CPPS. In this analysis 11,598 records were used, this is approximately 71% of the records in the SIBIMAP database. The data came from many sources, including scientific articles, websites of national institutions, reports and publications of international organizations, global databases and datasets provided directly by researchers.

Spatial representation of socio-economic aspects includes maps on coastal human population, fishing effort and landings, and ports and shipping. Fisheries interactions and ship strikes were identified as the two major threats for large whales in the region. However, information on these topics is sparse and unrepresentative of the region, so additional efforts are required to monitor and quantify the impact caused to these species. Maps of coastal and marine protected areas are also included because they provide an institutional framework for protection, and are particularly relevant in areas of whales’ concentration.

Two different approaches were used in the habitat modeling work: 1) density prediction using generalized additive models (GAMs) with five predictor variables (sea surface temperature, salinity, surface chlorophyll concentration, mixed layer depth and distance to the 200 m isobath) and cetacean abundance estimations carried out by the USA Southwest Fisheries Science Center (SWFSC-NMFS-NOAA) in the eastern tropical Pacific between 1986 and 2006; and 2) habitat suitability with the Model Maxent, which uses presence-only data from SIBIMAP and six associated environment variables (sea surface temperature, surface salinity, depth, slope, surface chlorophyll a, and persistent surface pelagic fronts). Both models yielded similar predictions, showing a relationship between areas of higher density with suitable habitat conditions, but also some differences possibly associated with the type and number of environmental parameters used in each model.

Prediction maps produced are good approximations to the distribution and habitat use of the five species assessed, but they are not free of bias. The main source of bias is related to the heterogeneity of data sources, mostly from short-term and opportunistic monitoring, and usually without information on effort. Another consideration is the representativeness of the habitat that is a function of the distribution of records. Given the scale at which modeling has been performed and the concentration of records in coastal areas, there may be an underestimation of the importance of oceanic areas for more coastal species, at least in the Southeast Pacific where offshore monitoring is scarce. Some modifications are suggested for future modeling exercises in order to improve the analysis such as the use of habitat representativeness scores or relative encounter rates.

This work has demonstrated the importance of the integration of existing information in the region to improve our understanding on the ecological processes driving the movements of large whales in the eastern tropical Pacific. Even in those species with a marked migration pattern and well-defined destination sites, such as humpback and southern right whales, there still are many information gaps regarding migration routes and population structure. Our knowledge of oceanic species such as sperm and Bryde’s whales is even lower because the monitoring coverage is limited in space and time. Notwithstanding these limitations, the analysis of the available information and maps elaborated in implementation of this project component represents a significant contribution to the knowledge of these species and highlight the necessity to use a transboundary approach for an appropriated management.