多くの要因が個体群の成長パターンに影響を与えますが、1つの要因は種の固有の成長率です。 環境制限のない出生率から死亡率を引いたものが、種の固有の成長率を定義します。 しかし、生態系内では、資源の制限と捕食も人口増加に影響を及ぼします。 個体数の増加には、主に4つのパターンがあります。Jパターン、ロジスティック成長、時間的変動、捕食者と被食者の相互作用です。 自然の制限が最終的に種に人口変化の他の3つのパターンの1つ以上を課すので、Jパターンの人口増加はめったに持続しません。
Jパターンの成長
無制限の資源、競争、捕食のない人口は、J字型の人口増加を示しています。 指数関数的成長としても知られる人口増加は、個体数が少ないときにゆっくりと始まり、その後、固有の成長率で急速に増加します。 成長率はすぐにほぼ垂直になります。 これは、火災や病気による個体数の急落の後に発生する可能性がありますが、J字型の個体数の増加は、ほとんどのマクロ種でまれにしか発生しません。 J字型の成長が発生するもう1つの時期は、種が競争や捕食のない新しい環境に移動するときです。 エメラルドアッシュボーラーやアジアのコイなどの侵入種の成長パターンは、J字型の個体数の増加を示しています。 通常、J字型の人口増加は長く維持することができず、最終的には資源や競争によって制限されます。
物流の成長
資源や競争によって制限されている人口は、ロジスティックの成長パターンを持っています。 人口増加はゆっくりと始まり、J字型の増加と同様に指数関数的な段階になりますが、リソースを奪い合う必要があり、本来の成長率に達することはありません。 最終的に、環境がその種のそれ以上の個体をサポートできなくなると、成長率は定常状態に向かって次第に減少します。 この定常状態は、環境収容力です。 時々、人口は最大収容力を超えて、通常は飢餓のために急速な死に至ります。 人口は環境収容力を下回り、その後ゆっくりと環境収容力に回復します。 これらの人口増加の変動は、特に環境収容力自体が変化した場合、しばらく続く可能性があります。
一時的に制御された成長パターン
季節の変化は、珪藻や藻類などの短命の種に大きな影響を及ぼします。 いくつかの種は、大きな季節的な人口増加バーストを持っています。 捕食から解放されると、急速な藻類の成長は藻類の異常発生を引き起こします。 他の種は、寒い天候が襲ったときに季節的な個体数抑制に苦しんでいます。 淡水湖の珪藻は、寒い気候で個体数が減少するという問題を抱えています。 固有の成長率が速い珪藻種は、最初は指数関数的な人口増加率を示しますが、 珪藻の繁殖が遅い種は、温度が上がると、最終的に成長の速い種に取って代わります。 暖かい。 気温が下がると、成長の遅い珪藻が競争を完全に排除するのを防ぎます。 これらの急速に成長する珪藻の成長パターンは、高い数への急速な成長、低い数へのゆっくりとした落ち込み、人口増加の減少、それに続く冬の絶滅を示しています。 生態系の環境収容力は、これらの生物にとって絶えず流動的であり、その結果、種の数値応答にばらつきが生じます。
捕食者の獲物の成長パターン
最も研究されている個体群成長モデルの1つは、捕食者と被食者の個体群が一緒に振動する場所です。 捕食者の個体数の増加は、ほとんどの場合、被食者の個体数の増加より遅れています。 この振動パターンは、ロトカ・ヴォルテラモデルです。 これらの生態系では、捕食によって引き起こされる数値応答が、獲物の個体数の増加を制限する希少な資源ではなく、獲物の個体数の増加を制御します。 獲物の個体数が減少した後、捕食者の個体数も減少します。 その後、捕食者の個体数が回復するまで、獲物の個体数は指数関数的に増加します。 これらのモデルでは、病気や寄生虫は獲物の死亡率を高めるため、捕食者として機能します。
