Randomization method for evaluating the reliability of a recruitment index in an integrated assessment model

Método de aleatorización para evaluar la fiabilidad de un índice de reclutamiento en un modelo de evaluación integrado
Issue
Author(s)
Huihua Lee, Kevin R. Piner, Mark N. Maunder, and Hiromu Fukuda
Cover date
DOI
10.7755/FB.123.3.4
Pages
179-189
Published online 02 June 2025
Abstract

The aim of stock assessment modeling is to evaluate current and future stock statuses under various management scenarios. For these assessments, particularly short-term projections, researchers rely heavily on recruitment estimates. However, accurately estimating recruitment levels, especially for the most recent years, is challenging because reliable information is limited. Indices of relative recruitment can provide valuable insights for stock assessment models in such cases. Herein, a method for assessing the reliability of a recruitment index with diagnostic and randomization tests in an age-structured production model (ASPM) is presented. The proposed method can be used to evaluate whether the process variability implied by a recruitment index for the spawner–recruit relationship enhances the connection between observed catches, indices of adult abundance, and the assessment model’s production function. We applied this approach to Pacific bluefin tuna (Thunnus orientalis) as an illustrative example. Results indicate that the ASPM, with recruitment fluctuations matching the recruitment index for the Sea of Japan (ASPM-R-FIX), improved the fits to recent adult abundance indices over those of the standard ASPM models. The results from statistical analysis further provide strong evidence that extreme recruitment fluctuations in the ASPM-R-FIX enhanced predictions for recent indices for adults. This analysis revealed a strong link between recruitment variability and adult abundance, highlighting the importance of adding a consistent recruitment index to an assessment model to improve management decisions.

Resumen
El objetivo de la modelación en evaluación de poblaciones es evaluar el estado actual y futuro de las poblaciones en distintos escenarios de manejo. Para estas evaluaciones, especialmente las proyecciones a corto plazo, los investigadores se basan en gran medida en las estimaciones del reclutamiento. Sin embargo, estimar con precisión los niveles de reclutamiento, especialmente para los años más recientes, es un reto porque la información fiable es limitada. En tales casos, los índices de reclutamiento relativo pueden proporcionar información valiosa para los modelos de evaluación de poblaciones. Aquí se presenta un método para evaluar la fiabilidad de un índice de reclutamiento con pruebas de diagnóstico y aleatorización en un modelo de producción estructurado por edades (ASPM). El método propuesto puede utilizarse para evaluar si la variabilidad de proceso que implica un índice de reclutamiento para la relación desovantes-reclutamiento mejora la conexión entre las capturas observadas, los índices de abundancia de adultos y la función de producción del modelo de evaluación. Aplicamos este enfoque al atún aleta azul del Pacífico (Thunnus orientalis) como ejemplo ilustrativo. Los resultados indican que el ASPM, con fluctuaciones de reclutamiento que coinciden con el índice de reclutamiento para el Mar de Japón (ASPM-R-FIX), mejoró los ajustes a los recientes índices de abundancia de adultos respecto a los modelos ASPM estándar. Los resultados del análisis estadístico proporcionan además evidencia sólida de que las fluctuaciones extremas del reclutamiento en el ASPM-R-FIX mejoraron las predicciones de los índices recientes de adultos. El presente análisis reveló un fuerte vínculo entre la variabilidad del reclutamiento y la abundancia de adultos, destacando la importancia de añadir un índice consistente de reclutamiento a un modelo de evaluación para mejorar las decisiones de manejo.

Supplementary Material
10.7755/FB.123.3.4s1
Supplementary Table
10.7755/FB.123.3.4s2
Supplementary Figure
10.7755/FB.123.3.4s3