Численность популяции — это общее число особей (или их биомасса, или связанная в биомассе энергия) на данной территории или в данном объеме. Этот показатель варьирует и колеблется в широких пределах. Зависит от условий обитания, наличия пищи, врагов, соотношения полов в популяции, размеров, составляющих ее особей. В определенный период времени численность дает возможность судить в сравнительном плане о преобладании той или иной популяции, но совершенно не характеризует ее состояние и перспективы развития. Плотность — это количество особей популяции (либо биомасса), отнесенное к единице занимаемого пространства или объема (количество деревьев на 1 га, масса циклопов в 1 воды). Различают среднюю плотность, то есть количество особей, отнесенное к единице площади всего ареала или объема, и экологическую — количество особей, отнесенное к единице заселенного пространства или объема. Последняя обычно выше (ведь ни одно растение не образует сплошного покрова на площади всего ареала!). Этот показатель свидетельствует о различиях в условиях обитания организмов: чем они благоприятнее, тем выше плотность. Существуют верхние и нижние пределы плотности, обусловливающие возможность существования популяции, так как высокая плотность вызывает отмирание особей, а низкая — препятствует своевременному спариванию, опылению и появлению потомства. Зная динамику плотности популяции, можно планировать заготовку сырья, древесины, отлов рыбы и т.д.
Рождаемость — число новых особей, родившихся за определенный промежуток времени, отнесенное к определенному количеству особей популяции (у людей — на 1000 человек населения). Рождаемость характеризует способность популяции к увеличению численности. Различают рождаемость максимальную, возможную в идеальных условиях, и экологическую, наблюдаемую в конкретных условиях, которая всегда ниже максимальной. Этот показатель зависит от соотношения полов, возрастной структуры популяции. Его важно учитывать при планировании использования популяции в хозяйственных целях. Иногда при высокой рождаемости численность популяции невелика, что говорит о наличии пресса со стороны хищников или высокой смертности по другим причинам. Рождаемость позволяет прогнозировать рост популяции.
Смертность характеризует гибель особей популяции и показывает число погибших за единицу времени, рассчитанное на определенное количество живущих особей (антипод рождаемости). Минимальная смертность наблюдается в идеальных условиях, экологическая — в конкретных. Смертность может быть специфичной для определенной возрастной группы. Высокая смертность говорит о неблагоприятных условиях среды. Однако большее значение в практике имеет другой показатель — количество выживших особей, или выживаемость. Если графически выразить количество выживших особей во времени, учитывая при этом продолжительность жизни популяции в процентах к средней величине ее, что дает возможность сравнивать популяции с разной продолжительностью жизни, то получим кривые выживаемости. Несмотря на специфические особенности каждой популяции, все кривые выживаемости можно свести к трем типам:
1. Сильно выпуклая (у дрозофил), когда все отродившиеся особи выживают и смертность наступает в конце жизни.
2. Сильно вогнутая (устрицы и другие моллюски). В этом случае огромное количество отродившихся особей отмирает, а оставшиеся живут очень долго. Ярко иллюстрирует этот тип выживаемости и самосев в лесу. В урожайные годы в дубравах появляется огромное количество самосева, но к 20 годам почти все сеянцы погибают под пологом материнского насаждения от недостатка света. Поэтому лесоводы производят частичную вырубку старых деревьев материнского полога и самосев получает больше света. Он выживает и приходит на смену старым деревьям.
3. Промежуточный тип — когда смертность более или менее одинакова (равномерна) на протяжении всей жизни популяции.
В связи с тремя типами выживания различают и три типа смертности. Первый характеризуется смертностью, одинаковой во всех возрастах; второй тип отличается повышенной гибелью особей на ранних стадиях развития; третий — повышенной гибелью взрослых (старых) особей.
Прирост популяции — это разница между рождаемостью и смертностью. Его считают показателем жизненности популяции. При высокой рождаемости высокая смертность не всегда является для популяции отрицательным явлением. Прирост говорит о перспективности развития популяции, о возможности человека эксплуатировать такую популяцию без риска ее уничтожения. Благоприятные условия обитания, особенно питания, способствуют более быстрому приросту популяции. Давно известен факт, что высокий урожай семян сосны, ели и других деревьев в лесу определяет повышение плодовитости белок, других грызунов и увеличение их прироста.
Рост популяции означает увеличение ее численности. На этот показатель оказывают влияние многочисленные внешние и внутренние факторы, и прежде всего — соотношение рождаемости и смертности. Рост популяции сдерживают неблагоприятные условия, недостаток корма, хищники. В процессе роста новое поколение не всегда может "увидеть" родителей. Такой рост называется дискретным, или неперекрывающимся, что наблюдается у однолетних растений. Поколение, принесшее семена, отмирает, и новое поколение, которое образуется из семян, не застанет предыдущее. У многолетних растений и животных рост непрерывный или с перекрывающимися поколениями, так как каждое новое поколение некоторое время "живет" с родителями. По характеру увеличения численности различают два типа роста популяции.
Экспоненциальный тип характеризуется быстрым, постоянным, нелимитированным средой увеличением числа особей. Этот тип роста теоретически может наблюдаться в любой популяции.
Структура популяции на начальном этапе, когда нет хищников и достаточно пищи. Таким образом, происходило увеличение численности кроликов, когда их завезли в Австралию. Так же росла и популяция опунции, завезенной на этот же континент, пока не появился вредитель (кактусовая огневка), сдерживающий ее рост.
Если бы не было сдерживающих факторов, то пара домашней мухи за один сезон дала бы потомство 5,610" особей. Однако на определенном этапе роста популяции вступают в силу внутрипопуляционные механизмы регуляции численности, сопротивление среды (недостаток пи¬щи и убежищ, враги), и рост приостанавливается. Таким образом, в природных условиях в чистом виде популяции не имеют такого типа роста.
При логистическом росте численность популяции увеличивается в соответствии с логистическим уравнением (с непостоянной скоростью снижается по мере возрастания рождаемости). В процессе роста различают фазу положительного ускорения, логарифмического роста, фазу отрицательного ускорения и фазу развития. Но и такой тип роста в природных условиях часто нарушается в силу стихийных бедствий (пожары, засуха, извержения вулканов и пр.).