[概念解释] Biomanipulation：生物操纵法，即通过对水生生物群及其栖息地的一系列调节，以增强其中的某些相互作用，促使浮游植物生物量下降。包括经典生物操纵和非经典生物操纵，前者即采用以放流肉食性鱼类为主以修复水体富营养化的生物操纵方法，后者即采用增加短食物链的滤食性和底层杂食性鱼类如鲢、鳙等直接摄食浮游藻类而抑制富营养化现象和稳定水质的生物操纵方法。
Bottom-up effect：上行效应，指物理化学环境如营养盐供给对浮游植物种群数量变动的影响。
Top-down effect：下行效应，指通过捕食作用控制并影响较低营养级的群落结构。
文献1：Fish-mediated plankton responses to increased temperature in subtropicalaquatic mesocosm ecosystems: Implications for lake management:（https://doi.org/10.1016/j.watres.2018.07.055）
气候变暖可以通过改变食物网中的上行效应和下行效应以及生物地球化学循环来加强浅湖中的富营养化。最近的研究表明：在温带地区，随着温度上升，对无滤食性鱼类的生态系统的这种不利效应就被减弱了。虽然清除滤食性鱼类可能有助于缓解温带浅水湖泊中的富营养化，但不确定在更温暖的气候下是否也可以实现类似的缓解。研究者在亚热带温度下进行为期4个月的无鱼和有鱼（鳙鱼，Aristichthys nobilis）的中宇宙生态系统实验，以比较各系统中的浮游动物和浮游植物群落对气候变暖的响应。研究者假设1）有鱼处理组中，气候变暖有助于鱼类和浮游植物生长，而浮游动物生物量将受到鱼类存在而大大减少；2）无鱼处理组中，气候变暖将有利于的浮游动物生长，从而可以减少浮游植物生物量。研究结果显示气候变暖和鱼类对浮游植物和浮游动物存在显着的相互影响作用。在有鱼的处理组中，在高温处理下的鱼和浮游生物的生物量增加，而大型水蚤和浮游动物的生物量下降。气候变暖减少了大型水蚤（Daphnia）与浮游动物生物量的比值，也降低了浮游动物与浮游植物生物量的比值，但增加了叶绿素a与总磷的比值，表明浮游动物对浮游植物的捕食压力减少。同时，气候变暖导致有鱼类存在的处理中TP浓度增加3倍。这些结果表明：气候变暖有可能通过下行（捕食作用减弱）和上行（营养物质增加）效应促进浅水湖泊的富营养化。然而，在无鱼处理组中，大型水蚤或总浮游动物生物量没有下降，这支持了鱼类捕食是温暖湖泊中大型水蚤丰度较低的主要驱动因素的结论。在无鱼处理组中，浮游植物的生物量和养分含量不受温度的影响。我们的研究表明：在亚热带湖泊中清除滤食性鱼类可能有助于缓解气候变暖对富营养化的影响，尽管在这些湖泊中鱼类的快速更新可能对长期湖泊管理成功构成威胁。
注：以上图形中的指标包括总氮（TN）、总磷（TP）、总可溶解性氮（TDN）、总可溶解性磷（TDP）、水体叶绿素含量（Chla）、浮游植物生物量（Biomass）、大型水蚤生物量（Daphnia）、浮游动物生物量（Total）、大型水蚤生物量百分比（Daphnia%）、浮游动物生物量：浮游植物生物量（zoop：phyt）、Chla：TP以及鱼体长（Length）和鱼鲜重（Weight）。
文献2：Successful restoration of atropical shallow eutrophic lake: Strong bottom-up but weak top-down effectsrecorded （https://doi.org/10.1016/j.watres.2018.09.007）
温带地区湖泊恢复已广泛利用鱼类操纵方式。短期修复后通常会出现强烈的级联效应，但长期修复后是否出现这种效应并不明确。事实上，对于温暖地区的（注：相对于温带和寒带的湖泊）湖泊来说，鱼类操纵方式远没有那么合适，由于具有优势和高密度的快速繁殖的杂食性鱼类存在，该生物操纵是否能在温暖地区的湖泊中形成营养级联效应还未得到验证。然而，清除底栖鱼类也减少了沉积物的扰动，这不仅可以减少营养含量水平，而且也可以减少有机和无机悬浮物质的含量，从而增加水的透明度，这给大型沉水植物创造了潜在的更好的生长条件。我们在中国惠州西湖的其中一个分湖（RLake）中进行了一次生物操纵实验，这些分湖养分负荷在广泛减少后仍出现高度混浊状态。另一个分湖作对照（CLake对照-处理配对设计）。清除大量的底栖型滤食性鱼类后，并种植沉水植物和放流食肉性鱼类。我们发现该恢复计划具有强大且相对持久的效果：水清澈度显着提高；营养物浓度大幅度降低，特别是总磷、浮游植物和浊度；对在恢复之前和之后以低密度发生的浮游植物食性浮游甲壳类动物只有较小的影响。我们的研究结果有助于现有的温暖地区湖泊恢复认识，并且也具有很强的现实意义，尤其是在经常被广泛用于鱼类生产的亚洲天然湖泊中，这些鱼类生产通常涉及大量放养底栖滤食性鱼类。随着经济的发展和更高效的鱼类生产系统的发展，恢复湖泊的焦点在世界范围内不断增加。我们发现令人信服的证据表明即使浮游动物的捕食潜力仍然很低，清除滤食性鱼类和放流食肉性鱼类与种植沉水植物相结合的方式可能对温暖地区的浅水湖泊的水变清澈产生显着影响，即使后者也最有可能对浮游动物进行高度捕食。
[Left] Fig. S1. Changes through time in concentrationsof total phosphorus (TP), total nitrogen (TN), ammonium nitrogen (NH4-N),nitrate-nitrite nitrogen (NOx-N), chlorophyll a (Chl a), totalsuspended solids (TSS), inorganic suspended solids (ISS) and Secchi depth (SD),percentages of ISS to TSS (ISS%), ratio of SD to depth (SD/D%), biomass (Zoop.biom.) and average size of zooplankton (cladocerans and copepods) andzooplankton to phytoplankton ratio (zoop/phyto ratio)in unrestored lake basin (CLake) and the restored lakebasin (RLake). Thevertical arrows indicate the start of restoration.
[Right]Fig.S2. Changes in chlorophyll a to total phosphorus ratio (Chl a/TP), chlorophylla to total nitrogen ratio (Chl a/TN), total nitrogen to total phosphorus ratio(TN/TP) in unrestored lake basin (CLake) and the restored lake basins (RLake)and. The vertical closed and open arrows indicate the start of restoration.
from 李强