Экспоненциальный рост и логистический рост
Разницу между экспоненциальным и логистическим ростом можно увидеть на примере роста численности населения. Рост населения определяется как увеличение численности населения за определенный период времени. Скорость роста рассчитывается с помощью двух факторов — количества людей и единицы времени. На этот показатель влияет скорость ежегодного рождения (также известная как коэффициент рождаемости). На него также влияет скорость, с которой живые существа умирают (также известная как коэффициент смертности).
Численность населения не может расти бесконечно из-за ограниченности определенных факторов. Этими факторами являются вода и питательные вещества, пространство и свет, а также существование конкурентов. Объяснить рост популяции можно с помощью двух моделей роста — экспоненциального роста и логистического роста.
Экспоненциальный рост и логистический рост — это термины, которые используются по отношению к населению. В первом случае речь идет о росте, когда скорость роста пропорциональна количеству населения. То же самое относится и ко второму, однако логистический рост учитывает другие основные факторы. Это конкуренция и ограниченность ресурсов.
Экспоненциальный рост требует определенных идеальных условий. Эти условия в значительной степени варьируются. При логистическом росте скорость роста вначале высокая, а затем начинает замедляться. Это происходит, когда несколько организмов конкурируют за ограниченное пространство. Когда популяция приходит в состояние равновесия, скорость роста равна нулю. Кроме того, если нет перерыва, то популяция остается неподвижной. Популяция имеет потенциал для экспоненциального роста, когда она имеет доступ к различным и неограниченным ресурсам. Логистический рост начинается быстро, а экспоненциальный рост — наоборот. Он начинается медленно, а затем ускоряется, когда численность населения увеличивается.
Чем отличается экспоненциальный рост от логистического?
Модели экспоненциального роста и логистического роста помогают объяснить рост населения. Экспоненциальный рост — это рост населения, при котором увеличивается число людей. Это происходит даже тогда, когда темпы роста не меняются. В результате происходит взрывной рост населения. Логистический рост подразумевает экспоненциальный рост населения наряду с темпом роста, который находится в постоянном состоянии. Когда население достигает своей несущей способности, темп роста значительно снижается. Это происходит из-за наличия ограниченных ресурсов для каждого субъекта.
- Экспоненциальный рост
При экспоненциальном росте единственным фактором, определяющим скорость роста конкретной популяции, является скорость рождения. Фактором, ограничивающим этот рост, является доступность ресурсов. При построении графика зависимости числа субъектов от времени результат показывает кривую с J-образной характеристикой. Это и есть экспоненциальный рост.
Исходя из этой кривой, начало роста медленное, и он ускоряется по мере роста численности населения. Если посмотреть на реальность, то по мере увеличения численности населения запасы продовольствия, а также пространство становятся все более ограниченными. Вот почему эта модель роста известна как более идеалистическая, чем логистическая модель роста.
Наиболее важным аспектом экспоненциального роста является количество субъектов, приходящих в каждое поколение (иначе называемое скоростью роста). Она быстро увеличивается по мере увеличения численности популяции. Когда это происходит, результаты могут быть очень драматичными.
- Логистический рост
При логистическом росте учитывается несущая способность. Несущая способность определяется как размер, при котором конкретная популяция в конечном итоге достигает стабилизации. Когда это происходит, темп роста популяции колеблется. Он либо немного выше, либо немного ниже несущей способности. Модель логистического роста более реалистична, чем модель экспоненциального роста. Поэтому она применима к большему числу видов популяций, существующих на нашей планете.
При построении графика логистического роста можно заметить, что он образует S-образную кривую. Когда существует всего несколько субъектов, популяция будет увеличиваться в размерах медленно. Затем, по мере увеличения числа субъектов, популяция растет быстрее. На последнем этапе, когда в популяции уже много субъектов, рост снова замедляется. Это происходит из-за ограниченности ресурсов и пространства. При логистическом росте конкретная популяция будет расти до тех пор, пока не достигнет несущей способности. Это максимальное количество людей, которое может быть поддержано окружающей средой.
Общие различия между экспоненциальным ростом и логистическим ростом
И экспоненциальный рост, и логистический рост — это термины, которые описывают модели. Эти модели используются для эффективного объяснения роста населения. Обе модели относятся к населению, но по-разному.
Одно из основных различий заключается в том, что экспоненциальный рост начинается медленно, а затем ускоряется по мере увеличения численности населения, в то время как логистический рост начинается быстро, а затем замедляется после достижения несущей способности.
Вот различия:
Разница в
Экспоненциальный рост
Логистический рост
— лаг
— лаг
— лаг
— лог
— замедление
— стационарный
Это объясняется массовой смертностью.
Другие различия
Экспоненциальная модель роста показывает характеристическую кривую, которая имеет J-образную форму, в то время как логистическая модель роста показывает характеристическую кривую, которая имеет S-образную форму.
Модель экспоненциального роста применима к любой популяции, у которой нет предела для роста. Логистическая модель роста применима к любой популяции, которая подходит к пределу несущей способности.
Экспоненциальная модель роста обычно приводит к взрыву популяции. Логистическая модель роста приводит к относительно постоянному темпу роста населения. Это происходит, когда темпы роста популяции достигают ее несущей способности.
Экспоненциальный рост идеально подходит для популяций, которые имеют неограниченные ресурсы и пространство — например, бактериальные культуры. Логистический рост более реалистичен и может быть применен к различным популяциям, существующим на планете.
Модель экспоненциального роста не имеет верхнего предела. Логистическая модель роста имеет верхний предел, который является несущей способностью.
Экспоненциальный рост происходит, когда темпы роста пропорциональны существующим объемам. Это справедливо и для логистического роста, но разница в том, что он также включает в себя конкуренцию и ограниченные ресурсы.
Резюме
- Рост населения можно объяснить проще, используя экспоненциальный рост и логистический рост. Один отличается от другого тем, как они работают и как их определяют. Кроме того, первая модель предполагает неограниченные ресурсы, а вторая — нет. Поэтому результаты обоих видов роста также значительно отличаются.
- Экспоненциальный рост происходит, когда рождаемость в определенный период времени является непрерывной. Этому росту не мешает ограниченность ресурсов. Хорошим примером для демонстрации этого являются культуры бактерий. Одна бактерия делится на две. Затем эти две бактерии делятся, в результате чего образуется 4, затем 8, затем 16 и так далее. Процесс деления будет продолжаться до тех пор, пока ресурсы не станут ограниченными.
- Логистический рост происходит, когда население быстро увеличивается в размерах, пока не достигнет определенной точки, называемой несущей способностью. В это время ресурсов недостаточно для поддержания популяции. Когда население достигает верхнего предела, окружающая среда больше не может поддерживать население, поэтому темпы роста замедляются.
- При экспоненциальном росте верхний предел не существует, поэтому население просто продолжает расти. При логистическом росте рост не является непрерывным. Поэтому логистический рост более реалистичен, чем экспоненциальный. При экспоненциальном росте темпы в начале медленные, но затем они набирают обороты по мере увеличения численности населения. При логистическом росте темпы вначале высокие, а затем замедляются, поскольку многие субъекты конкурируют за одно и то же пространство и ресурсы.
- Когда рождаемость непрерывна, поскольку нет факторов, препятствующих ей, тогда происходит экспоненциальный рост. Здесь скорость роста отдельных особей остается постоянной, независимо от размера популяции. Поэтому скорость роста популяции становится быстрой по мере увеличения ее численности. При логистическом росте скорость роста отдельных субъектов уменьшается, а размер популяции увеличивается.