Wie wirkt sich der Ressourcenreichtum auf die Populationsdynamik aus?
Die Fülle der Umweltressourcen wie Nahrung, Wasser und Raum bestimmt, wie sich die Bevölkerungsdichte im Laufe der Zeit verändert. Bei unbegrenzten Ressourcen wachsen die Populationen exponentiell. Trägt man die Anzahl der Individuen einer exponentiell wachsenden Population im Laufe der Zeit auf, so erhält man eine J-förmige Kurve, deren Steigung immer steiler wird. Diese Kurve wird durch die folgende Gleichung beschrieben:
N t >= N 0 > e rt
Dabei ist N 0 die anfängliche Anzahl der Individuen, N t ist die Anzahl der Individuen zu einem zukünftigen Zeitpunkt, r ist die Steigerungsrate, t ist die Zeit und e ist die Basis des natürlichen Logarithmus (etwa 2,718). Die Zuwachsrate ( r ) wird durch die Differenz zwischen der Geburten- und der Sterberate der Bevölkerung bestimmt. Im Jahr 1999 schätzte das U.S. Bureau of the Census die Wachstumsrate ( r ) für die Weltbevölkerung auf 0,0129 (oder 1,29 Prozent) pro Jahr. Nur wenige natürliche Populationen wachsen über längere Zeiträume mit exponentiellen Raten, da die Ressourcen in der Regel erst dann begrenzt werden, wenn die Populationsdichte sehr hoch ist.
In einer Umgebung, in der die Ressourcen begrenzt sind, weisen die Populationen ein Wachstumsmuster auf, das als logistisches Wachstum bezeichnet wird. Wenn man in diesem Fall die Anzahl der Individuen in der Population über die Zeit aufträgt, erhält man eine sigmoidale oder S-förmige Kurve. Wenn die Populationsdichte gering ist, wächst die Population exponentiell. Mit zunehmender Populationsgröße werden die Ressourcen jedoch begrenzt, die Wachstumsrate der Population verlangsamt sich, und die Kurve der Populationsdichte flacht ab. Die Anzahl der Individuen, die in der Population vorhanden sind, wenn die Wachstumsrate auf Null sinkt, wird als K, die Tragfähigkeit, bezeichnet. Die Tragfähigkeit ist die theoretische Höchstzahl von Individuen, die die Umwelt tragen kann. Obwohl die Schätzungen von K für den Menschen umstritten sind, liegen die meisten bei etwa 12 Milliarden.
Unter Verwendung von Konzepten aus der grundlegenden Populationsbiologie haben Biologen zwei Strategien für das Bevölkerungswachstum unterschieden. Einige Arten haben Eigenschaften, die es ihnen ermöglichen, schnell zu wachsen, wenn eine Umgebung mit reichlich Ressourcen neu geschaffen wird (z. B. eine neue Lichtung in einem Wald). Diese Arten werden als r -selektierte Arten bezeichnet und vermehren sich in der Regel in jungem Alter und produzieren viele Nachkommen. Andere Arten, die als K -selektierte Arten bezeichnet werden, haben Eigenschaften, die sie für das Leben in Umgebungen mit intensivem Wettbewerb um begrenzte Ressourcen geeignet machen. Diese Arten sind oft starke Konkurrenten, pflanzen sich später im Leben fort und produzieren weniger Nachkommen als r -selektierte Arten.