水域生态系统通常具3～4个营养级。其中，浮游植物为初级生产者；浮游动物为初级消费者；食浮游动物鱼类为次级消费者；肉食性鱼类为第三级消费者。食物链中各个营养级的变化主要受“上行效应”（bottom-up）和“下行效应”（top-down）这两个机制的调控。

“上行效应”是指营养盐、光照和温度等非生物因素影响浮游植物的初级生产率，然后沿着食物链逐级往上传递影响其他营养级的生物；“下行效应”则是位于食物链最上端鱼类的捕食调控沿着食物链逐级往下传递影响各营养级生物（见图13.1），而级联效应是指位于食物链最顶端鱼类的捕食影响通过食物链逐级向下传递，最终影响到浮游植物的生长。

在水域生态系统中，“上行效应”主要是调节各个营养级生物的个体生长率、生殖率与种群的生长率等，“下行效应”则是调节个体大小、种群密度等。也就是说，“上行效应”调节初级生产者浮游植物的初级生产率，“下行效应”的强度则决定了单位营养盐（如磷）承载的浮游植物现存量。

初级消费者——浮游动物对浮游植物的牧食压力主要取决于浮游动物的群落结构特征。不同大小的浮游动物对浮游植物的牧食效率是不同的。一般来讲，个体越大，浮游动物对浮游植物的牧食效率越高。但是，浮游动物群落结构受食浮游生物的鱼类调控。依靠视觉进行捕食的鱼类，一般喜好选择大个体种类，导致浮游动物群落结构小型化，浮游动物对浮游植物的牧食压力降低，单位磷可以承载更多的浮游植物。