How Does Resource Abundance Affect Population Dynamics?
Obfitość zasobów środowiska, takich jak żywność, woda i przestrzeń określa, jak obfitość populacji zmienia się w czasie. W obecności nieograniczonych zasobów, populacje rosną wykładniczo. Jeśli wykreślić liczbę osobników w wykładniczo rosnącej populacji w czasie, znajdziemy krzywą w kształcie litery J, gdzie nachylenie staje się coraz bardziej strome. Krzywa ta jest opisana następującym równaniem:
N t >= N 0 > e rt
Gdzie N 0 to początkowa liczba osobników, N t to liczba osobników w przyszłym czasie, r to tempo wzrostu, t to czas, a e to podstawa logarytmu naturalnego (w przybliżeniu 2,718). Stopa przyrostu ( r ) jest określana przez różnicę między liczbą urodzeń i liczbą zgonów w danej populacji. W 1999 roku Amerykańskie Biuro Spisu Powszechnego oszacowało tempo wzrostu populacji ( r ) dla światowej populacji ludzkiej na 0,0129 (lub 1,29 procent) rocznie. Niewiele naturalnych populacji rośnie w tempie wykładniczym przez dłuższy czas, ponieważ zasoby zazwyczaj stają się ograniczające, gdy liczebność populacji jest bardzo wysoka.
W środowisku, w którym zasoby stają się ograniczone, populacje wykazują wzór wzrostu zwany wzrostem logistycznym. W tym przypadku, jeśli wykreślić liczbę osobników w populacji w czasie, znajdziemy krzywą sigmoidalną, lub krzywą w kształcie litery S. Kiedy liczebność populacji jest niska, populacja rośnie wykładniczo. Jednak wraz ze wzrostem liczebności populacji, zasoby stają się ograniczone, tempo wzrostu populacji spada, a krzywa liczebności populacji spłaszcza się. Liczba osobników obecnych w populacji, gdy tempo wzrostu spada do zera, określana jest jako K, czyli pojemność środowiska. Nośność jest teoretyczną maksymalną liczbą osobników, którą środowisko może utrzymać. Chociaż szacunki dotyczące K dla ludzi są kontrowersyjne, większość z nich wynosi około 12 miliardów.
Używając pojęć z podstawowej biologii populacji, biolodzy wyróżnili dwie strategie wzrostu populacji. Niektóre gatunki mają cechy, które pozwalają im na szybki wzrost, gdy środowisko z obfitymi zasobami jest nowo tworzone (na przykład, nowa polana w lesie). Gatunki te określane są mianem r -selected species i zazwyczaj rozmnażają się w młodym wieku i wydają liczne potomstwo. Inne gatunki, zwane K -selected species, mają cechy, które czynią je dobrze przystosowanymi do życia w środowiskach, w których istnieje intensywna konkurencja o ograniczone zasoby. Gatunki te są często silnymi konkurentami, rozmnażają się w późniejszym wieku i wydają mniej potomstwa niż gatunki selekcjonowane przez r.