Många faktorer påverkar befolkningstillväxtmönstren, men en faktor är artens inneboende tillväxthastighet. Födelsetalen minus dödsgraden utan miljömässiga begränsningar definierar artens inneboende tillväxt. Inom ett ekosystem påverkar dock resursbegränsningar och predation också befolkningstillväxten. Det finns fyra huvudmönster för befolkningstillväxt: J-mönster, logistisk tillväxt, temporärt fluktuerande och rovdjur-bytesinteraktion. J-mönsterpopulationstillväxten kvarstår sällan eftersom naturliga begränsningar så småningom påtvingar en eller flera av de andra tre mönster för befolkningsförändring på arten.
J Mönstertillväxt
En befolkning med obegränsade resurser, ingen konkurrens och ingen predation visar J-formad befolkningstillväxt. Även känd som exponentiell tillväxt, börjar befolkningstillväxten långsamt när det finns få individer och ökar sedan snabbt vid dess inneboende tillväxttakt. Tillväxttakten blir snart nästan vertikal. Även om detta kan hända efter en befolkningsdykning på grund av brand eller sjukdom, förekommer J-formad befolkningstillväxt sällan i de flesta makroarter. En annan gång som J-formad tillväxt sker är när en art rör sig in i en ny miljö där det inte finns någon konkurrens eller predation. Tillväxtmönstret för en invasiv art, såsom smaragdaskborrare och asiatisk karp, visar J-formad befolkningstillväxt. Normalt kan J-formad befolkningstillväxt inte bibehållas länge, så småningom begränsas den av resurser eller konkurrens.
Logistisk tillväxt
Befolkningar begränsade av resurser eller konkurrens har logistiska tillväxtmönster. Befolkningstillväxten börjar långsamt och har en exponentiell fas, som liknar J-formad tillväxt, men måste konkurrera om resurser och når aldrig sin inneboende tillväxttakt. Så småningom avtar tillväxthastigheten till ett stabilt tillstånd när miljön inte kan stödja fler individer av arten. Detta stabila tillstånd är miljöns bärförmåga. Ibland överskrider befolkningen den maximala bärförmågan som leder till snabb avstängning, vanligtvis på grund av svält. Befolkningen sjunker under bärkapaciteten och återhämtar sig sedan långsamt till bärkapaciteten. Dessa svängningar i befolkningstillväxten kan fortsätta under en tid, särskilt om själva bärförmågan förändras.
Tillfälligt kontrollerade tillväxtmönster
Säsongsförändringar har stora effekter på vissa kortlivade arter som kiselalger och alger. Vissa arter har en stor säsongsmässig befolkningstillväxt. En gång befriad av omständigheter från predation, orsakar snabb algtillväxt algblomningar. Andra arter lider av säsongsbetonad befolkningsundertryckning när kallt väder slår till. Kiselalger i sötvattensjöar drabbas av befolkningens död i kallt väder. Diatomarter med snabba inneboende tillväxthastigheter har initialt en exponentiell befolkningstillväxt, men långsammare reproducerande arter av kiselalger ersätter så småningom de snabbare växande arterna vid temperaturer värma. Kylande hösttemperaturer förhindrar att långsammare växande kiselalger eliminerar konkurrensen helt. Dessa snabbväxande diatoms tillväxtmönster visar snabb tillväxt till höga siffror, en långsam nedgång till låga siffror, en nedgång i befolkningstillväxten följt av vinteravbrott. Ekosystemets bärförmåga är ständigt i flöde för dessa organismer med resulterande variation i artens numeriska svar.
Predator Prey Growth Patterns
En av de mest studerade modellerna för befolkningstillväxt är där rovdjur och rovpopulationer svänger ihop; tillväxten av rovdjurspopulationen ligger nästan alltid bakom rovpopulationens tillväxt. Detta oscillerande mönster är Lotka-Volterra-modellen. I dessa ekosystem styr det numeriska svaret som orsakas av predation bytes befolkningstillväxt istället för knappa resurser som begränsar bytes befolkningstillväxt. Efter att rovpopulationen minskar, gör rovdjurspopulationen det också; bytespopulationen växer sedan exponentiellt tills rovdjurpopulationen återhämtar sig. I dessa modeller fungerar sjukdomar och parasiter som rovdjur eftersom de ökar rovets dödlighet.