De nombreux facteurs influent sur la croissance de la population, mais un facteur est le taux de croissance intrinsèque de l'espèce. Le taux de natalité moins le taux de mortalité sans restrictions environnementales définit le taux de croissance intrinsèque de l'espèce. Au sein d'un écosystème, cependant, les limites de ressources et la prédation affectent également la croissance de la population. Il y a quatre modèles principaux de croissance de la population: la structure en J, les ressources limitées, les fluctuations temporelles et l'interaction prédateur-proie.
Croissance en J
Une population aux ressources illimitées, sans compétition et sans prédation affiche la croissance de la population en forme de J. Aussi connu sous le nom de croissance exponentielle, la croissance de la population commence lentement quand il y a peu d'individus et augmente ensuite rapidement à son taux de croissance intrinsèque. Le taux de croissance devient bientôt presque vertical. Bien que cela puisse se produire après une chute de population due à un incendie ou à une maladie, la croissance de la population en forme de J se produit rarement dans la plupart des macro-espèces. Une autre fois que la croissance en forme de J se produit est quand une espèce se déplace dans un nouvel environnement où il n'y a pas de concurrence ou de prédation. Le schéma de croissance d'une espèce envahissante, comme l'agrile du frêne et la carpe asiatique, démontre une croissance de la population en forme de J. Normalement, la croissance démographique en forme de J ne peut pas être maintenue longtemps, éventuellement limitée par les ressources ou la concurrence.
Croissance Logistique
Les populations limitées par les ressources ou la concurrence ont des schémas de croissance logistiques. La croissance de la population commence lentement et a une phase exponentielle, semblable à la croissance en forme de J, mais doit rivaliser pour les ressources et n'atteint jamais son taux de croissance intrinsèque. Finalement, le taux de croissance diminue à un état stable lorsque l'environnement ne peut plus supporter les individus de l'espèce. Cet état stable est la capacité de charge de l'environnement. Parfois, la population dépasse la capacité de charge maximale menant à une mort rapide, généralement due à la famine. La population descend en dessous de la capacité de charge, puis récupère lentement jusqu'à la capacité de charge. Ces oscillations de la croissance de la population peuvent continuer pendant un certain temps, surtout si la capacité de charge change elle-même.
Croissance contrôlée temporairement
Les changements saisonniers ont des effets importants sur certaines espèces à courte durée de vie telles que les diatomées et les algues . Certaines espèces connaissent d'importantes poussées de croissance démographique saisonnière. Une fois libérée par les circonstances de la prédation, la croissance rapide des algues provoque des proliférations d'algues. D'autres espèces souffrent de la suppression saisonnière de la population par temps froid. Les diatomées dans les lacs d'eau douce souffrent de la mort de la population par temps froid. Les espèces de diatomées à taux de croissance intrinsèque rapide ont initialement un taux de croissance exponentiel de la population, mais les espèces à reproduction plus lente des diatomées remplacent éventuellement les espèces à croissance plus rapide lorsque les températures se réchauffent. Les températures de refroidissement à l'automne empêchent les diatomées à croissance lente d'éliminer complètement la concurrence. Ces modèles de croissance de la diatomée à croissance rapide montrent une croissance rapide vers des nombres élevés, une lente baisse vers de faibles nombres, une augmentation de la croissance de la population à l'automne suivie d'une mortalité hivernale. La capacité de charge de l'écosystème est constamment en constante évolution pour ces organismes.
Modèles de croissance des proies prédatrices
L'un des modèles de croissance démographique les plus étudiés est celui où les populations de prédateurs et de proies oscillent ensemble; la croissance démographique du prédateur est toujours en retard sur la croissance démographique de la proie. Ce modèle oscillant est le modèle de Lotka-Volterra. Dans ces écosystèmes, le nombre de décès causés par la prédation contrôle la croissance de la population au lieu de ressources limitées limitant la croissance de la population. Après la diminution de la population de proies, la population de prédateurs diminue également; la population de proies croît ensuite de façon exponentielle jusqu'à ce que la population de prédateurs rebondisse. Dans ces modèles, les maladies et les parasites agissent comme des prédateurs, car ils augmentent le taux de mortalité de la proie.
