Populatiegroei

De omvang van de bevolking is dynamisch, neemt toe met geboortecijfers en immigratie, en neemt af met sterftecijfers en emigratie. In ideale omstandigheden met onbeperkte middelen kunnen populaties exponentieel toenemen, wat uitkomt als een J-vormige groeicurve van populatiegrootte tegen de tijd. Dit type curve is kenmerkend voor nieuw geïntroduceerde invasieve soorten, of populaties die catastrofaal zijn afgenomen en zich herstellen.

Realistische omgevingsomstandigheden beperken echter het aantal individuen dat een habitat kan bezetten. Deze limiet staat bekend als de draagkracht van de habitat. Vanwege het draagvermogen wordt de bevolkingsgroei over het algemeen beter weergegeven door S-vormige (logistieke) curven. De populatie neemt aanvankelijk exponentieel toe totdat het draagvermogen is bereikt, op welk punt de beperkte middelen ervoor zorgen dat de groei afvlakt of fluctueert rond het draagvermogen, waardoor een S-vormige curve ontstaat.

Exponentiële groei

De toename van de populatie per hoofd, r, is de verandering in populatiegrootte (berekend als de huidige populatiegrootte min de initiële populatiegrootte) gedeeld door de initiële populatiegrootte. Als er geen milieubeperkingen zijn en immigratie en emigratie als gelijk worden beschouwd, kan de bevolking maximaal groeien, wat bekend staat als het biotisch potentieel, of r _max, van de bevolking . Daarom is het stijgingspercentage per hoofd van de bevolking onder onbeperkte voorwaarden r _max * N (populatiegrootte). Wanneer de populatiegrootte tegen de tijd wordt uitgezet, levert dit een J-vormige groeicurve op, die een ongecontroleerde bevolkingsexplosie vertegenwoordigt. Bacteriën, zoals E. coli, planten zich bijvoorbeeld voort door kernsplijting, waarbij ze hun populatie met elke generatie verdubbelen nadat ze in een nieuw medium zijn geplaatst. Exponentiële groei zal blijven plaatsvinden totdat de cellen niet langer levensvatbaar zijn.

Logistieke groei

Realistische populaties in de natuur worden beperkt door verschillende omgevingsfactoren, waaronder roofdieren, prooien, ruimte, water en andere bronnen. Daarom kan exponentiële groei niet oneindig doorgaan. Het aantal individuen van een populatie dat een habitat kan ondersteunen, wordt de draagkracht K genoemd. De potentiële groei van een populatie is evenredig met (KN) / K. Hier is KN het aantal individuen dat aan de populaties kan worden toegevoegd voordat het de capaciteit bereikt. (KN) / K vertegenwoordigt dus de fractie van het beschikbare draagvermogen. Naarmate het aantal individuen in de bevolking dichter bij de draagkracht komt, neemt de snelheid van de bevolkingsgroei af. Dit wordt weergegeven als een logistieke S-vormige curve waarbij de groeisnelheid aanvankelijke exponentieel toeneemt (vanwege de lage populatieomvang en voldoende middelen), en vervolgens afneemt wanneer de middelen beperkter worden. Populaties van Anolis- hagedissen op eilanden hebben bijvoorbeeld lagere groeipercentages dan hun tegenhangers op het vasteland als gevolg van verminderde toegang tot hulpbronnen en ruimte, waardoor de draagkracht op eilanden lager is.