Eksponentiaalinen kasvu vs logistinen kasvu
Väestökasvu on väestön koon muutos tietyn ajanjakson aikana. Populaatiokasvu on yksilöiden lukumäärän muutos aikayksikköä kohti. Tämä määrä määräytyy pohjimmiltaan syntyvyysasteella (nopeus, jolla uusia yksilöitä lisätään populaatioon) ja kuolleisuus (nopeus, jolla yksilöt poistuvat populaatiosta). Populaatiokoko ei koskaan kasva loputtomasti resurssien, kuten valon, veden, tilan ja ravinteiden rajoitusten ja kilpailijoiden läsnäolon vuoksi. Väestönkasvu voidaan selittää kahdella yksinkertaisella kasvumallilla; eksponentiaalinen kasvu ja logistinen kasvu.
Eksponentiaalinen kasvu
Eksponentiaalinen kasvu määritellään populaation kasvuksi, jossa yksilöiden lukumäärä kiihtyy nopeasti, vaikka kasvuvauhti pysyy vakiona, mikä lopulta johtaa populaation räjähdykseen. Tässä tietyn väestön syntyvyys yksin määrää sen kasvunopeuden. Resurssien saatavuus on tätä kasvua rajoittava tekijä. Kun piirrämme yksilöiden lukumäärän ajan funktiona, tuloksena on J-muotoinen eksponentiaalisen kasvun ominaiskäyrä. Käyrän mukaan kasvu alkaa hitaasti ja kiihtyy sitten väestön koon kasvaessa. Todellisissa populaatioissa sekä ruoka että tila rajoittuvat, kun väestö tulee tungosta. Siksi tämä malli on idealistisempi, toisin kuin logistinen kasvumalli, ja se soveltuu toisinaan bakteeriviljelmiin, joilla on rajattomat resurssit.
Logistinen kasvu
Logistiseen kasvuun liittyy eksponentiaalinen väestönkasvu, jota seuraa jatkuva tai tasainen kasvuvauhti. Kun populaatio saavuttaa kantokykynsä, sen kasvuvauhti hidastuu suuresti, koska resurssien saatavuus on rajoitettu jokaiselle uudelle yksilölle. Kantavuus on koko, jossa populaatio lopulta vakiintuu. Tällä hetkellä kyseisen väestön kasvuvauhti vaihtelee hieman kantokyvyn ylä- ja alapuolella. Tämä malli on realistisempi ja sitä voidaan soveltaa moniin maapallon väestöön.
Mitä eroa on eksponentiaalisella kasvulla ja logistisella kasvulla?
• Eksponentiaalisen kasvun ominaiskäyrä johtaa J-muotoiseen kasvukäyrään, kun taas logistinen kasvu johtaa sigmoidi- tai S-muotoiseen kasvukäyrään.
• Logistinen kasvumalli soveltuu kantokykyään lähestyvään väestöön, kun taas eksponentiaalinen kasvumalli soveltuu populaatioon, jolla ei ole kasvurajaa.
• Logistinen kasvu päätyy hieman tasaiseen väestönkasvuun (kun väestönkasvu saavuttaa kantokykynsä), kun taas eksponentiaalinen kasvu päätyy väestöräjähdyksen mukana.
• Logistinen kasvu näkyy monissa väestössä, ja se on realistisempaa kuin eksponentiaalinen kasvu. Eksponentiaalinen kasvu sopii paremmin bakteeriviljelmille, joilla on rajattomat resurssit, kuten tila ja ruoka.
• Eksponentiaaliselle kasvumallille ei ole ylärajaa, kun taas väestön kantokyky on logistisen kasvumallin yläraja.
