Mange faktorer påvirker befolkningsvækstmønstre, men en faktor er en arts iboende vækstrate. Fødselsraten minus dødeligheden uden miljømæssige begrænsninger definerer en art iboende vækstrate. Inden for et økosystem påvirker ressourcegrænser og rovdyr imidlertid også befolkningstilvækst. Der er fire hovedmønstre for befolkningsvækst: J-mønster, logistisk vækst, tidsmæssigt svingende og rovdyr-bytte interaktion. J-mønster befolkningsvækst fortsætter sjældent, da naturlige begrænsninger til sidst pålægger arten et eller flere af de andre tre mønstre for befolkningsændring.
J Mønstervækst
En befolkning med ubegrænsede ressourcer, ingen konkurrence og ingen rovdyr viser J-formet befolkningsvækst. Også kendt som eksponentiel vækst, begynder befolkningsvæksten langsomt, når der er få individer, og stiger derefter hurtigt ved sin iboende vækstrate. Vækstraten bliver snart næsten lodret. Selvom dette kan ske efter en befolkningsstigning på grund af brand eller sygdom, forekommer J-formet befolkningsvækst sjældent i de fleste makroarter. En anden gang, hvor J-formet vækst opstår, er når en art bevæger sig ind i et nyt miljø, hvor der ikke er nogen konkurrence eller rovdyr. Vækstmønsteret for en invasiv art, såsom smaragd askeborer og asiatiske karper, viser J-formet befolkningsvækst. Normalt kan J-formet befolkningsvækst ikke opretholdes længe, i sidste ende begrænset af ressourcer eller konkurrence.
Logistisk vækst
Befolkning begrænset af ressourcer eller konkurrence har logistiske vækstmønstre. Befolkningsvæksten starter langsomt og har en eksponentiel fase svarende til J-formet vækst, men skal konkurrere om ressourcer og når aldrig sin iboende vækstrate. Til sidst aftager vækstraten til en stabil tilstand, når miljøet ikke kan understøtte flere individer af arten. Denne stabile tilstand er miljøets bæreevne. Undertiden overbefolker befolkningen den maksimale bæreevne, der fører til hurtig afgang, normalt på grund af sult. Befolkningen falder til under bæreevne og genopretter derefter langsomt til bæreevne. Disse svingninger i befolkningsvæksten kan fortsætte i nogen tid, især hvis selve bæreevnen ændres.
Temporalt kontrollerede vækstmønstre
Sæsonændringer har store virkninger på nogle kortlivede arter som kiselalger og alger. Nogle arter har store sæsonbestemte befolkningsvækst. Når den først er frigjort af omstændighederne fra rovdyr, forårsager hurtig algevækst algblomstring. Andre arter lider af sæsonbestemt befolkningsundertrykkelse, når koldt vejr rammer. Kiselalger i ferskvandssøer lider under befolkningens død ved koldt vejr. Diatomarter med hurtige iboende vækstrater har oprindeligt en eksponentiel befolkningsvækst, men langsommere reproducerende arter af diatomer erstatter til sidst de hurtigere voksende arter, når temperaturen varm. Afkøling af faldtemperaturer forhindrer de langsommere voksende diatomer i fuldstændigt at eliminere konkurrencen. Disse hurtigt voksende diatoms vækstmønstre viser hurtig vækst til høje antal, en langsom tilbagegang til lave antal, en stigning i befolkningstilvækst falder efterfulgt af vinterdød. Økosystemets bæreevne er konstant i bevægelse for disse organismer med resulterende variation i artens numeriske respons.
Predator Prey Growth Patterns
En af de mest undersøgte befolkningsvækstmodeller er, hvor rovdyr- og byttepopulationer svinger sammen; væksten af rovdyrpopulationen halter næsten altid bagud med byttepopulationen. Dette oscillerende mønster er Lotka-Volterra-modellen. I disse økosystemer styrer det numeriske respons forårsaget af rovdyr byttedyrets befolkningsvækst i stedet for knappe ressourcer, der begrænser byttets befolkningsvækst. Efter at byttepopulationen er faldet, gør rovdyrpopulationen det også; byttepopulationen vokser derefter eksponentielt, indtil rovdyrpopulationen vender tilbage. I disse modeller fungerer sygdomme og parasitter som rovdyr, fordi de øger byttedyren.