Модел раста популације покушава да предвиди популацију организма који се размножава према утврђеним правилима. У зависности од тога колико се пута организам репродукује, колико нових организама сваки пут ствара и колико често се репродукује, модел може предвидети која ће бити популација у датом тренутку. За већину популације постоје фактори који ограничавају раст који смањују теоретски могућу популацију. То укључује ограничене ресурсе, природне стопе смртности и предаторе. Различити типови пораста становништва подлежу овим ограничењима и захтевају различите типове популационих модела да би се тачно предвидела каква ће бити популација у будућности.
Основни модел раста становништва: експоненцијални раст
С обзиром на довољно хране, воде и других ресурса потребних за живот, популација се може неограничено повећати. Експоненцијални раст је врло брз и жива бића користе ту способност кад могу. На пример, ћелија квасца у раствору шећера поделиће се тако да формира две ћелије које се затим деле да би се добило четири, па осам, 16, 32, 64 и тако даље. Експоненцијална крива расте још брже када животиње попут зечева имају неколико младих уместо само два. Овакве криве раста виде се само у краћим периодима у стварном животу, јер природни ограничавајући фактори утичу на брзину раста да би је успорили. Све док је на снази експоненцијални раст, популације које га доживљавају повећавају се или постају гушће без обзира на број који је већ укључен у популацију.
Како ограничавајући фактори смањују раст становништва
Популације обично не расту неограничено, јер природни ограничавајући фактори заустављају пораст популације. Два ограничавајућа фактора су недостатак ресурса и смртност. Ако организми не могу да пронађу довољно ресурса који су им потребни за раст и размножавање, имаће мање или нимало младунаца, а стопа раста популације опада. Ако многи у популацији умру због предатора или болести, раст становништва се такође смањује. Ако недостатак ресурса попут хране или воде узрокује високу стопу смртности, то такође ограничава раст, али механизам се у овом случају разликује од недостатка хране који једноставно доводи до мањег броја порођаја. Ограничавајући фактори имају највећи ефекат на велике популације које брзо расту.
Експоненцијални раст са ограничавајућим факторима резултира логистичким растом
Модел логистичког раста комбинује експоненцијални раст са ограничавајућим факторима који делују за одређену популацију. На пример, ћелије квасца у раствору шећера множе се да би произвеле експоненцијални раст, али њихов ограничавајући фактор може бити недостатак хране. Једном када се шећер поједе, ћелије квасца не могу да расту и размножавају се. За неке популације квасца, други ограничавајући фактор је алкохол који производе. Ако у раствору има пуно шећера, неће недостајати хране, али алкохол који производе ћелије квасца на крају ће их убити и смањити популацију.
Као резултат ограничавајућих фактора, логистички раст започиње као експоненцијални раст када је становништво мало и има пуно хране и воде. Како популација расте, ограничавајући фактори почињу да успоравају раст, јер је храну теже пронаћи. Коначно, логистички раст предвиђа стабилно стање у којем има довољно хране и воде да одржи становништво на стабилном нивоу.
Раст становништва може бити хаотичнији него логистички
Логистички раст заснован је на постепеном повећању становништва до природних граница становништва. Слаба страна овог модела раста становништва је што раст може бити тако брз да становништво прекорачи природну границу. На пример, зечеви који имају велику залиху траве и воде обично имају велика легла и њихова популација може знатно премашити залихе хране. У овом случају зечеви поједу сву храну, а затим гладују. Популација се смањује на нулу, али неколико зечева преживи. Трава поново расте и циклус се понавља на хаотичан, непредвидив начин. У стварним животним ситуацијама могући су и логистички и хаотични модели раста становништва, али експоненцијални модел раста примењује се само на кратке периоде.