A dynamic programming model of fishing strategy choice in a multispecies trawl fishery with trip limits Elizabeth A. Babcock and Ellen K. Pikitch Abstract: Dynamic programming was used to model targeting decisions made by bottom trawling vessels in the U.S. west coast groundfish fishery, under management-imposed limits on landings of each target species (trip limits). A model of choice of assemblage (bottom rockfish (Sebastes sp.) versus deepwater Dover sole (Microstomus pacificus) complex) within a fishing trip was parameterized with data from an observer study conducted in 1988 through 1990. The model predicted that the vessel would fish the bottom rockfish strategy exclusively without limits but would switch between strategies several times under restrictive trip limits. That higher limits increased switching was consistent with actual landings from trips made by the same vessels under the same trip limit regimes, although the actual landings were more variable. Different trip limits or different market prices for the limited species changed the predicted deci- sions. Changing the cost of fishing each strategy, probability of a premature trip ending, tow duration, and time be- tween tows also changed the predicted decisions, but the input parameters had to be well outside the range of values observed in the fishery. Résumé : La programmation dynamique a été utilisée pour modéliser les décisions de ciblage prises par des chalutiers travaillant sur le fond dans le cadre de la pêche aux poissons de fond, sur la côte ouest des États-Unis, en fonction des limites imposées par la gestion pour les débarquements de chaque espèce cible (limites de prises par sortie). On a pa- ramétrisé un modèle de choix des assemblages (sébastes (Sebastes sp.) vivant sur le fond par rapport à la sole à petite bouche (Microstomus pacificus)) d’une campagne à l’aide de données provenant d’une étude d’observateur menée de 1988 à 1990. Le modèle prévoyait qu’en l’absence de limites, le navire choisirait de pêcher exclusivement les sébastes, mais qu’il passerait d’une stratégie à l’autre plusieurs fois si des limites de prises par sortie étaient imposées. Le fait que des limites supérieures augmentaient le passage d’une stratégie à l’autre cadrait avec les débarquements réels des campagnes effectuées par les mêmes bateaux, selon les même régimes de limites de prises par sortie, mais la variation était plus grande dans les débarquements réels. L’intégration de différentes limites de prises par sortie, ou de différents cours du marché pour les espèces à capture limitée, modifiait les décisions prévues. Les changements du coût d’exploitation de chaque stratégie, de la probabilité d’une fin prématurée de la sortie, de la duré des traits et du temps entre les traits modifiaient aussi les décisions prévues, mais seulement quand les paramètres à l’entrée débordaient lar- gement la fourchette de valeurs observées dans la pêche. [Traduit par la Rédaction] Babcock and Pikitch 370 Introduction A common theme in recent papers discussing the failures of fisheries management is that fisheries managers manage fishers, not fish, and that fishers’ behavior and dynamics should therefore be studied (Hilborn 1985; Charles 1995; Lane and Stephenson 1995). As fisheries management moves away from simple total allowable catch quotas toward indi- vidual vessel based limits, such as trip limits and individual transferable catch quotas, an understanding of how fishers change their fishing location, timing, and methodology in re- sponse to management regulations becomes even more criti- cal. This is particularly true in a multispecies fishery, where the mortality rates applied to the various species depend on the fishers’ targeting and discarding decisions, not just the total allowable catches. This paper presents a dynamic model of trawl fishers’ choice of target species assemblage (strategy) during the course of a single fishing trip in a multispecies fishery, using actual fisheries data to parameterize the model. Various au- thors have examined fishing location choice in single-species or two-species fisheries (Eales and Wilen 1986; Hilborn and Kennedy 1992; Dupont 1993; Gillis et al. 1993; Sampson 1994), but to date, a multispecies analysis has not been done. The paper begins with a brief description of the dynamic programming method before describing how the input pa- rameters were developed using data from an observer study conducted in the bottom trawl fishery off the coasts of Ore- gon and Washington. The strategy choice model is pre- sented after the inputs section. The results section presents the baseline model with and without management-imposed landings limits, a sensitivity analysis of the baseline run, and a comparison of landings predicted by the model with actual reported landings. Can. J. Fish. Aquat. Sci. 57: 357–370 (2000) © 2000 NRC Canada 357 Received February 24, 1999. Accepted September 24, 1999. J15033 E.A. Babcock 1 and E.K. Pikitch. Wildlife Conservation Society, Marine Conservation Program, Bronx Zoo, Bronx, NY 10460, U.S.A. 1 Author to whom all correspondence should be addressed. e-mail: bbabcock@wcs.org