Iedzīvotāju skaita pieauguma modeļi ekosistēmā

Daudzi faktori ietekmē populācijas pieauguma modeļus, taču viens faktors ir sugas iekšējais pieauguma temps. Dzimstība, no kuras atskaitīts mirstības līmenis bez vides ierobežojumiem, nosaka sugas iekšējo augšanas ātrumu. Tomēr ekosistēmas ietvaros resursu ierobežojumi un plēsumi ietekmē arī iedzīvotāju skaita pieaugumu. Ir četri galvenie populācijas pieauguma modeļi: J modelis, loģistiskā izaugsme, laika gaitā mainīgā un plēsēju un laupījumu mijiedarbība. J veida populācijas pieaugums reti turpinās, jo dabiskie ierobežojumi galu galā uzliek sugai vienu vai vairākus no trim pārējiem populācijas maiņas modeļiem.

Populācija ar neierobežotiem resursiem, bez konkurences un plēsonām parāda J veida iedzīvotāju skaita pieaugumu. Pazīstams arī kā eksponenciāls pieaugums, iedzīvotāju skaita pieaugums sākas lēnām, kad ir maz cilvēku, un pēc tam strauji palielinās pēc sava iekšējā pieauguma tempa. Pieauguma temps drīz kļūst gandrīz vertikāls. Lai gan tas var notikt pēc populācijas krituma ugunsgrēka vai slimību dēļ, J formas populācijas pieaugums lielākajā daļā makro sugu notiek reti. Vēl viena reize, kad notiek J formas augšana, ir tad, kad suga pārceļas uz jaunu vidi, kur nav konkurences vai plēsības. Invazīvu sugu, piemēram, smaragda pelnu urbšanas un Āzijas karpu augšanas modelis parāda J veida populācijas pieaugumu. Parasti J formas iedzīvotāju skaita pieaugumu nevar uzturēt ilgi, galu galā to ierobežo resursi vai konkurence.

Resursu vai konkurences ierobežotajām populācijām ir loģistikas izaugsmes modeļi. Iedzīvotāju skaita pieaugums sākas lēnām, un tam ir eksponenciāla fāze, līdzīgi kā J formas izaugsmei, taču tai jākonkurē par resursiem un tā nekad nesasniedz savu iekšējo pieauguma tempu. Galu galā augšanas ātrums samazinās līdz stabilam stāvoklim, kad vide vairs nespēj uzturēt vairāk sugas indivīdu. Šis vienmērīgais stāvoklis ir vides nestspēja. Dažreiz iedzīvotāji pārsniedz maksimālo nestspēju, kas izraisa ātru nāvi, parasti bada dēļ. Populācija nokrītas zem kravnesības un pēc tam lēnām atgūstas līdz kravnesībai. Šīs iedzīvotāju skaita pieauguma svārstības var turpināties vēl kādu laiku, it īpaši, ja mainās pati kravnesība.

Sezonas izmaiņām ir liela ietekme uz dažām īslaicīgām sugām, piemēram, diatomām un aļģēm. Dažām sugām ir lieli sezonāli populācijas pieauguma pārrāvumi. Pēc apstākļu atbrīvošanās no plēsonības strauja aļģu augšana izraisa aļģu ziedēšanu. Citas sugas cieš no sezonālas populācijas nomākšanas, kad iestājas auksts laiks. Diatomi saldūdens ezeros cieš no iedzīvotāju mirstības aukstā laikā. Diatomu sugām ar ātru iekšējo augšanas ātrumu sākotnēji ir eksponenciāls populācijas pieauguma temps, bet lēnāk reproducējošas diatomu sugas galu galā aizstāj ātrāk augošās sugas silts. Dzesēšanas krituma temperatūra neļauj lēnāk augošajām diatomām pilnībā novērst konkurenci. Šie strauji augošie diatoma augšanas modeļi liecina par strauju izaugsmi līdz lielam skaitam, lēnu kritumu atpakaļ pie maza skaita, iedzīvotāju skaita pieauguma krituma sekošanu, kam seko ziemas beigšanās. Šiem organismiem ekosistēmas nestspēja pastāvīgi mainās ar izmaiņām sugas skaitliskajā reakcijā.

Viens no visvairāk pētītajiem populācijas pieauguma modeļiem ir tas, kur plēsēju un laupījumu populācijas svārstās kopā; plēsēju populācijas pieaugums gandrīz vienmēr atpaliek no upuru populācijas pieauguma. Šis svārstīgais modelis ir Lotka-Volterra modelis. Šajās ekosistēmās plēsonības izraisītā skaitliskā reakcija kontrolē upuru populācijas pieaugumu, nevis ierobežotos resursus, kas ierobežo upuru populācijas pieaugumu. Pēc plēsēju populācijas samazināšanās samazinās arī plēsēju populācija; plēsēju populācija pēc tam pieaug eksponenciāli, līdz plēsēju populācija atlec. Šajos modeļos slimības un parazīti darbojas kā plēsēji, jo tie palielina upuru mirstību.