How Does Resource Abundance Affect Population Dynamics?
Ympäristöresurssien, kuten ravinnon, veden ja tilan, runsaus määrää, miten populaation runsaus muuttuu ajan kuluessa. Rajattomien resurssien vallitessa populaatiot kasvavat eksponentiaalisesti. Jos piirretään eksponentiaalisesti kasvavan populaation yksilömäärä ajan funktiona, havaitaan J-muotoinen käyrä, jossa kaltevuus muuttuu yhä jyrkemmäksi. Tätä käyrää kuvaa seuraava yhtälö:
N t >= N 0 > e rt
Jossa N 0 on yksilöiden alkuperäinen lukumäärä, N t on yksilöiden lukumäärä tulevana ajankohtana, r on kasvuvauhti, t on aika ja e on luonnollisen logaritmin perusta (noin 2,718). Kasvuaste ( r ) määräytyy väestön syntyvyyden ja kuolleisuuden erotuksen perusteella. Vuonna 1999 Yhdysvaltain väestölaskentatoimisto (U.S. Bureau of the Census) arvioi maailman ihmisväestön kasvuvauhdiksi ( r ) 0,0129 (eli 1,29 prosenttia) vuodessa. Vain harvat luonnolliset populaatiot kasvavat eksponentiaalisesti pitkiä aikoja, koska resurssit tulevat yleensä rajoittaviksi, kun populaation määrä on hyvin suuri.
Ympäristössä, jossa resurssit tulevat rajallisiksi, populaatioilla on kasvumalli, jota kutsutaan logistiseksi kasvuksi. Tällöin, jos piirretään populaation yksilömäärä ajan funktiona, havaitaan sigmoidinen eli S-muotoinen käyrä. Kun populaation runsaus on vähäistä, populaatio kasvaa eksponentiaalisesti. Populaation koon kasvaessa resurssit käyvät kuitenkin rajallisiksi, populaation kasvuvauhti hidastuu ja populaation runsaus käyrä tasaantuu. Populaatiossa olevien yksilöiden lukumäärää, kun kasvunopeus hidastuu nollaan, kutsutaan K:ksi eli kantokyvyksi. Kantokyky on teoreettinen enimmäisyksilömäärä, jota ympäristö voi ylläpitää. Vaikka K:n arviot ihmisten osalta ovat kiistanalaisia, useimmat arviot ovat noin 12 miljardia.
Käyttämällä populaatiobiologian peruskäsitteitä biologit ovat erottaneet kaksi väestönkasvustrategiaa. Joillakin lajeilla on ominaisuuksia, joiden ansiosta ne voivat kasvaa nopeasti, kun luodaan uusi ympäristö, jossa on runsaasti resursseja (esimerkiksi uusi metsäaukio). Näitä lajeja kutsutaan r -valikoiduiksi lajeiksi, ja ne lisääntyvät tyypillisesti nuorina ja tuottavat paljon jälkeläisiä. Toisilla lajeilla, joita kutsutaan K -valikoiduiksi lajeiksi, on ominaisuuksia, joiden ansiosta ne soveltuvat hyvin elämään ympäristössä, jossa kilpailu rajallisista resursseista on kovaa. Nämä lajit ovat usein voimakkaita kilpailijoita, lisääntyvät myöhemmällä iällä ja tuottavat vähemmän jälkeläisiä kuin r-valitut lajit.