Обрасци раста становништва у екосистему

Многи фактори утичу на обрасце раста популације, али један од фактора је својствена стопа раста врсте. Стопа наталитета умањена за стопу смртности без еколошких ограничења дефинише својствени степен раста врсте. Међутим, унутар екосистема, ограничења ресурса и грабежљивост такође утичу на раст становништва. Постоје четири главна обрасца раста становништва: Ј-образац, логистички раст, привремена флуктуација и интеракција предатор-плен. Пораст популације Ј-обрасца ретко траје, јер природна ограничења на крају намећу један или више од остала три обрасца промене популације врстама.

Популација са неограниченим ресурсима, без конкуренције и предатора показује раст становништва у облику слова Ј. Познат и као експоненцијални раст, раст популације започиње полако када је мало јединки, а затим се брзо повећава својом унутрашњом стопом раста. Стопа раста убрзо постаје готово вертикална. Иако се то може догодити након пада популације услед пожара или болести, раст популације у облику слова Ј ретко се јавља код већине макро врста. Други пут када долази до раста у облику слова Ј долази када се врста пресели у ново окружење у којем нема конкуренције или грабежљивости. Шема раста инвазивне врсте, као што је смарагдни пепео и азијски шаран, показује раст популације у облику слова Ј. Обично се раст становништва у облику слова Ј не може дуго одржавати, на крају ограничен ресурсима или конкуренцијом.

Популације ограничене ресурсима или конкуренцијом имају логистичке обрасце раста. Пораст становништва започиње полако и има експоненцијалну фазу, сличну расту у облику слова Ј, али мора се надметати за ресурсе и никада не достигне своју унутрашњу стопу раста. На крају, стопа раста се смањује у стабилно стање када животна средина више не може да подржи појединце врсте. Ово стабилно стање је носивост околине. Понекад становништво прекорачи максималну носивост што доводи до брзог одумирања, обично услед гладовања. Популација пада испод носивости, а затим се полако опоравља до носивости. Ове осцилације раста становништва могу се наставити још неко време, посебно ако се промени сама носивост.

Сезонске промене имају велике ефекте на неке краткотрајне врсте попут дијатомеја и алги. Неке врсте имају велике сезонске растове популације. Једном ослобођени околности од грабежљивости, брзи раст алги изазива цветање алги. Друге врсте пате од сезонског сузбијања популације када погоди хладно време. Дијатомеји у слатководним језерима пате од одумирања становништва у хладном времену. Врсте дијатомеја са брзим унутрашњим стопама раста у почетку имају експоненцијалну стопу раста популације, али спорије репродукујуће врсте дијатомеја на крају замењују брже растуће врсте када температуре топло. Хлађење јесењих температура спречава спорије растуће дијатомеје да у потпуности елиминишу конкуренцију. Узорци раста ових брзорастућих дијатомеја показују брзи раст до високих бројева, полагани пад натраг на низак број, пад пораста популације праћен зимским одумирањем. Носивост екосистема је у сталном току за ове организме, што резултира варијацијама у нумеричком одговору врсте.

Један од најпроученијих модела пораста становништва је место где популације предатора и плена осцилирају заједно; раст популације предатора готово увек заостаје за растом популације плена. Овај осцилирајући образац је модел Лотка-Волтерра. У овим екосистемима, нумерички одговор изазван грабежањем контролише раст популације плена уместо да оскудни ресурси ограничавају раст популације плена. Након што популација плена опадне, пада и популација предатора; популација плена тада расте експоненцијално све док се популација грабежљиваца не опорави. У овим моделима болести и паразити делују као предатори јер повећавају стопу смртности плена.