Jenis Model Pertumbuhan Penduduk

Model pertumbuhan populasi mencoba untuk memprediksi populasi suatu organisme yang bereproduksi menurut aturan tetap. Bergantung pada berapa kali suatu organisme bereproduksi, berapa banyak organisme baru yang dihasilkannya setiap kali dan seberapa sering ia bereproduksi, model dapat memprediksi seperti apa populasi pada waktu tertentu. Untuk sebagian besar populasi, ada faktor pembatas pertumbuhan yang mengurangi kemungkinan populasi secara teoritis. Ini termasuk sumber daya yang terbatas, tingkat kematian alami dan predator. Berbagai jenis pertumbuhan penduduk tunduk pada kendala ini dan memerlukan berbagai jenis model populasi untuk secara akurat memprediksi seperti apa populasi di masa depan.

Mengingat cukup makanan, air dan sumber daya lain yang dibutuhkan untuk kehidupan, populasi dapat meningkat secara eksponensial tanpa batas. Pertumbuhan eksponensial sangat cepat dan makhluk hidup memanfaatkan kemampuan ini ketika mereka bisa. Misalnya sel khamir dalam larutan gula akan membelah membentuk dua sel yang kemudian membelah menjadi empat, lalu delapan, 16, 32, 64 dan seterusnya. Kurva eksponensial naik bahkan lebih cepat ketika hewan seperti kelinci memiliki beberapa anak, bukan hanya dua. Jenis kurva pertumbuhan ini hanya terlihat dalam waktu singkat dalam kehidupan nyata karena faktor pembatas alami memengaruhi laju pertumbuhan untuk memperlambatnya. Selama pertumbuhan eksponensial berlaku, populasi yang mengalaminya bertambah atau menjadi lebih padat terlepas dari jumlah yang sudah termasuk dalam populasi.

Populasi biasanya tidak tumbuh secara tidak terbatas karena faktor pembatas alami menghentikan peningkatan populasi. Dua faktor pembatas adalah kurangnya sumber daya dan kematian. Jika organisme tidak dapat menemukan cukup sumber daya yang mereka butuhkan untuk tumbuh dan berkembang biak, mereka akan memiliki lebih sedikit atau tidak ada anak muda dan laju pertumbuhan populasi turun. Jika banyak populasi yang mati karena predator atau penyakit, pertumbuhan populasi juga berkurang. Jika kekurangan sumber daya seperti makanan atau air menyebabkan angka kematian yang tinggi, hal itu juga membatasi pertumbuhan, tetapi mekanisme dalam kasus ini berbeda dengan kekurangan makanan yang hanya menyebabkan kelahiran lebih sedikit. Faktor pembatas memiliki efek terbesar pada populasi besar yang telah berkembang pesat.

Model pertumbuhan logistik menggabungkan pertumbuhan eksponensial dengan faktor pembatas yang beroperasi untuk populasi tertentu. Misalnya, sel ragi dalam larutan gula berkembang biak untuk menghasilkan pertumbuhan eksponensial tetapi faktor pembatasnya adalah kekurangan makanan. Setelah gula dimakan, sel ragi tidak bisa tumbuh dan berkembang biak. Untuk beberapa populasi ragi, faktor pembatas kedua adalah alkohol yang mereka hasilkan. Jika ada banyak gula dalam larutan, tidak akan ada kekurangan makanan tetapi alkohol yang dihasilkan oleh sel ragi pada akhirnya akan membunuh mereka dan mengurangi populasi.

Sebagai akibat dari faktor pembatas, pertumbuhan logistik dimulai sebagai pertumbuhan eksponensial ketika populasi kecil dan memiliki banyak makanan dan air. Seiring bertambahnya populasi, faktor pembatas mulai memperlambat pertumbuhan, karena makanan lebih sulit ditemukan. Akhirnya, pertumbuhan logistik memprediksi keadaan mapan di mana hanya ada cukup makanan dan air untuk menjaga populasi pada tingkat yang stabil.

Pertumbuhan logistik didasarkan pada peningkatan populasi secara bertahap hingga batas alami populasi. Kelemahan model pertumbuhan penduduk ini adalah bahwa pertumbuhan bisa begitu cepat sehingga populasi melampaui batas alami. Misalnya, kelinci yang memiliki persediaan rumput dan air yang banyak cenderung memiliki jumlah anak yang banyak dan populasinya dapat tumbuh jauh melebihi persediaan makanan. Dalam hal ini kelinci memakan semua makanan dan kemudian kelaparan. Populasi turun mendekati nol tetapi beberapa kelinci bertahan hidup. Rerumputan tumbuh kembali dan siklus itu berulang dengan cara yang kacau balau dan tak terduga. Dalam situasi kehidupan nyata, model pertumbuhan populasi logistik dan kacau mungkin terjadi tetapi model pertumbuhan eksponensial hanya berlaku untuk periode yang singkat.