Use of the stratified-Petersen estimator in fisheries management: estimating the number of pink salmon (Oncorhynchus gorbuscha) spawners in the Fraser River

The simple-Petersen estimator is a well-known mark-recapture method to estimate animal abundance. Two key assumptions are equal catchability in both samples and complete mixing of tagged and untagged animals. If these are violated, severe bias can occur. The stratified-Petersen estimator can be used to account for some of the heterogeneity in catchability or mixing. In this paper, we first review recent developments in the stratified-Petersen experiment for fisheries audiences and demonstrate some of the practical problems that can occur that have not been discussed in the theoretical literature. Second, we present a case study to estimate the gross escapement of Fraser River pink salmon (Oncorhynchus gorbuscha) in 1991. The motivation for this study is a discrepancy of over 5 million fish between the estimates as derived by the Pacific Salmon Commission (PSC) (7.5 million fish based on a hydroacoustic method) and the Department of Fisheries and Oceans (DFO), Canada (13.0 million fish based on a mark-recapture method). One hypothesis put forward was that the discrepancy may be due to the use of a pooled-Petersen estimator when there is differential migration over time. The stratified-Petersen model suggests that little of this discrepancy can be explained by differential migration.

La méthode de l'estimateur simple de Petersen est une méthode d'étiquetage-recapture bien connue qu'on utilise pour estimer les effectifs d'une population animale. Elle repose essentiellement sur deux hypothèses : capturabilité identique pour les deux échantillons et mélange complet des animaux étiquetés et non étiquetés. Si l'une ou l'autre de ces conditions n'est pas remplie, un biais important peut s'ensuivre. Par ailleurs, on peut utiliser l'estimateur stratifié de Petersen pour rendre compte de l'hétérogénéité de la capturabilité ou du mélange. Dans cet article, nous examinons les derniers développements de l'application expérimentale de l'estimateur stratifié de Petersen à des pêches et nous montrons que certains des problèmes pratiques qui peuvent survenir n'ont pas été recensés dans la littérature traitant de la théorie. En outre, nous présentons une étude de cas dans laquelle on a estimé l'échappée brute du saumon rose (Oncorhynchus gorbuscha) dans le fleuve Fraser en 1991. Cette étude a été entreprise parce qu'on a constaté un écart de plus de 5 millions de poissons entre les estimations de la Pacific Salmon Commission (PSC) (7,5 millions de poissons, avec une méthode d'estimation hydroacoustique) et les chiffres du ministère des Pêches et des Océans du Canada (13,0 millions de poissons, avec une méthode d'étiquetage-recapture). Selon l'une des hypothèses avancées, la différence pourrait être due à l'utilisation d'un estimateur multiple de Petersen, lorsque la migration est différentielle dans le temps. D'après ce qu'indique le modèle stratifié de Peterson, la différence ne peut guère s'expliquer par une migration différentielle.[Traduit par la Rédaction]