Bevolkingsgroeimodellen zijn wiskundige modellen die de groeisnelheid van een populatie over een bepaalde periode willen weergeven. Omdat het moeilijk is om alle factoren op te nemen die de groei of achteruitgang van een populatie kunnen beïnvloeden, beginnen wiskundigen met basismodellen die groei- en sterftecijfers bepalen en bouwen daarop verder door andere factoren in te voegen.

Exponentiële groei Model

Het exponentiële groeimodel beschrijft populaties die voortdurend toenemen en exponentieel groter worden. Als twee katten bijvoorbeeld vier katten produceren en elk van die katten vier eigen katten produceert, als de groei consistent is en geen van hen sterft, kunnen ze na verloop van tijd een klein leger katten produceren. Populaties groeien echter meestal slechts gedurende korte perioden exponentieel, omdat naarmate ze groeien, de hoeveelheid voedsel waartoe ze toegang hebben afneemt. De beperking van middelen leidt tot een daling van de bevolkingstarieven. Aanhoudende exponentiële groei is zeldzaam en treedt meestal alleen op wanneer strenge controles worden uitgevoerd op de externe krachten die het mogelijk maken.

Malthusiaans groeimodel

Het Malthusiaanse groeimodel is een variatie op de exponentiële groei model dat stelt dat populaties de neiging hebben om exponentieel te groeien, terwijl de toevoer van beschikbaar voedsel lineair groeit. Dit leidt onvermijdelijk tot een crisis waarbij een grote bevolking niet voldoende voedsel heeft om zichzelf in stand te houden, wat resulteert in een afname van de bevolking. Volgens Malthus heeft de natuur een ingebouwd systeem van checks and balances die de hoeveelheid schade beperken die een grote groep kan veroorzaken door de populatie van die groep te verminderen zodra deze een bepaald punt bereikt.

Logistiek Groeimodel

Het logistieke groeimodel is een bevolkingsgroeimodel dat populaties beschrijft die in staat zijn om aanzienlijk te groeien, maar niet voor onbepaalde tijd. Na een periode van significante ontwikkeling, vertraagt ​​of vertraagt ​​de groeisnelheid, omdat de beschikbaarheid van leefruimte en middelen, samen met andere factoren, het groeivermogen beperkt. Het logistieke groeimodel is een meer betrouwbare maatstaf voor de bevolkingsgroei dan het exponentiële model, omdat het rekening houdt met de reële factoren die de bevolkingsgroei remmen.

Mechanistisch populatiemodel

Volgens recent ontwikkelde modellen mechanistisch groeimodel, bestaat er een verband tussen voedselbeschikbaarheid, landbouwproductie, vruchtbaarheidscijfers en de grootte van een populatie. Dit model suggereert dat een toename van de hoeveelheid landbouw de beschikbare hoeveelheid voedsel verhoogt, terwijl de groeisnelheid onaangetast blijft. Omgekeerd verlaagt een daling van de vruchtbaarheid de groeisnelheid terwijl de voedselproductie onaangetast blijft. Op basis van deze projecties, theoretiseren sommige wetenschappers dat de hoeveelheid calorieën die beschikbaar is voor een populatie in een bepaald jaar de vruchtbaarheid verhoogt terwijl ze de overleving mogelijk maakt, waardoor het sterftecijfer wordt verlaagd.