Рост популяции

Изменение численности (N) или биомассы популяции во времени (t): N = N(t). Если рождаемость преобладает над смертностью, величина популяции возрастает; в противном случае наблюдается отрицательный рост.

Фазы роста:

  • Фаза положительного ускорения — нарастание численности идёт медленно
  • Логарифмическая фаза — рост становится быстрым
  • Фаза отрицательного ускорения — рост снова замедляется
  • Фаза равновесия, или стабилизации — начиная с верхней асимптоты, наступает состояние, когда прибыль и убыль особей уравновешивают друг друга

Экологически реальный рост популяции выражается логистическим уравнением Ферхюльста — Пирла:

[ N = \frac{K}{1 + e^{a - rt}} ]

где:

Множитель ( \frac{K - N}{K} ) выражает сопротивление среды приросту. Его отсутствие означает неограниченный рост популяции, при котором реализуется биотический потенциал; такой рост описывается уравнением экспоненциального роста Лотки (обозначения те же). Экспоненциальный рост популяции в природных условиях, где существуют лимитирующие факторы, как правило, не реализуется.

Из всех ныне обитающих на Земле биологических видов только человек (Homo sapiens) пока подчиняется экспоненциальному росту. Пространство, заключённое между кривой биотического потенциала Чепмена и логистической кривой Ферхюльста, соответствует сопротивлению среды.

Современный контекст

По данным ООН (2022), темпы роста населения Земли замедляются: если в 1960–1970-х годах ежегодный прирост составлял около 2%, то к 2023 году он снизился до 0,9%. Некоторые страны (Япония, Италия, Россия) уже перешли к отрицательному росту популяции. Современные модели в демографии и экологии учитывают такие факторы, как урбанизация, изменение возрастной структуры и влияние климатических изменений на рождаемость и смертность.