28.5 : 人口增长

人口规模是动态的，随着出生率和迁徙而增加，随着死亡率和迁徙率的增加而下降。在拥有无限资源的理想条件下，种群数量可以呈指数级增长，这是人口规模随时间变化的J形增长率曲线。这种类型的曲线是新引入的入侵物种的特征，或者是遭受灾难性下降并且正在反弹的人群。

然而，现实的环境条件限制了能够占据栖息地的个体数量。这一极限被称为栖息地承载力。由于承载能力，人口增长通常用S形逻辑（logistic）曲线来更好地表示。人口最初呈指数增长，直至达到承载力，此时资源限制导致增长趋于平稳或围绕承载力波动，形成S形曲线。

指数增长

人均人口增长率r是人口规模的变化（按当前人口规模减去初始人口规模计算）除以初始人口规模。当没有环境限制，移民和移民被认为是平等的，人口可以以最大的速度增长，被称为其生物潜能，或rmax。因此，无限条件下的人均增长率为rmax*N（人口规模）。当人口规模随着时间的推移被绘制出来时，这会产生一条J形的增长率曲线，代表一个未受控制的人口爆炸。例如，像大肠杆菌这样的细菌，通过分裂繁殖，在放入新的培养基后，每一代的种群数量增加一倍。指数增长将继续发生，直到细胞不再存活。

逻辑斯蒂（逻辑）增长

自然界中的现实种群受到各种环境因素的限制，包括捕食者、猎物、空间、水和其它资源。因此，指数增长不可能无限期地持续下去。一个栖息地能够支持的种群个体数量称为承载力，即K。种群的潜在增长率与（K-N）/K成正比。这里，K-N是在达到承载力之前可以添加到种群中的个体数量。因此，（K-N）/K表示可用承载力的分数。因此，随着人口中的个体数越来越接近承载力，人口增长率下降。该曲线呈S形逻辑增长率曲线，其特征是初始指数增长（由于人口规模小和资源充足），随后随着资源变得更加有限，增长率下降。例如，岛屿上的蜥蜴种群的增长率比大陆蜥蜴种群的增长率要低，这是因为它们获得资源和空间的机会减少，从而降低了岛屿的承载能力。