แบบจำลองประชากร เป็น แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ประเภทหนึ่งที่ใช้ในการศึกษาพลวัต ของ ประชากร

แบบจำลองช่วยให้เข้าใจการทำงานของปฏิสัมพันธ์และกระบวนการที่ซับซ้อนได้ดียิ่งขึ้น การสร้างแบบจำลองปฏิสัมพันธ์แบบไดนามิกในธรรมชาติสามารถให้วิธีการที่จัดการได้ในการทำความเข้าใจว่าตัวเลขเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไปหรือสัมพันธ์กัน สามารถสังเกตเห็นรูปแบบต่างๆ ได้มากมายโดยใช้การสร้างแบบจำลองประชากรเป็นเครื่องมือ^{[ 1 ]}

การสร้างแบบจำลองประชากร เชิงนิเวศวิทยาเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอร์ต่างๆ เช่นขนาดประชากรและการกระจายอายุภายในประชากร ซึ่งอาจเกิดจากปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม บุคคลในสายพันธุ์เดียวกัน หรือสายพันธุ์อื่นๆ^{[ 2 ]}

แบบจำลองประชากรใช้เพื่อกำหนดผลผลิตสูงสุดสำหรับเกษตรกร เพื่อทำความเข้าใจพลวัตของการรุกรานทางชีวภาพและเพื่อการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมแบบจำลองประชากรยังใช้เพื่อทำความเข้าใจการแพร่กระจายของปรสิต ไวรัสและโรค^{[ 2 ]}

แบบจำลองประชากรมีประโยชน์อีกวิธีหนึ่งคือเมื่อชนิดพันธุ์ใกล้สูญพันธุ์ แบบจำลองประชากรสามารถติดตามชนิดพันธุ์ที่เปราะบางและทำงานเพื่อยับยั้งการลดลงได้[1]

นักชีววิทยาในช่วงปลายศตวรรษที่ 18 เริ่มพัฒนาเทคนิคในการสร้างแบบจำลองประชากรเพื่อทำความเข้าใจพลวัตของการเติบโตและการลดลงของประชากรสิ่งมีชีวิตทั้งหมดโทมัส มัลทัสเป็นหนึ่งในคนแรกๆ ที่สังเกตว่าประชากรเติบโตตามรูปแบบเรขาคณิต ขณะที่พิจารณาถึงชะตากรรมของมนุษยชาติ^{[ 3 ]}หนึ่งในแบบจำลองการเติบโตของประชากรขั้นพื้นฐานและสำคัญที่สุดคือแบบจำลองการเติบโตของประชากรแบบโลจิสติกซึ่งคิดค้นโดยปิแอร์ ฟรองซัวส์ แวร์ฮุลสต์ในปี 1838 แบบจำลองโลจิสติกมีรูปร่างเป็นเส้นโค้งซิกมอยด์และอธิบายการเติบโตของประชากรแบบเลขชี้กำลัง ตามด้วยการลดลงของการเติบโต และถูกจำกัดด้วยความสามารถในการรองรับเนื่องจากแรงกดดันด้านสิ่งแวดล้อม^{[ 4 ]}

การสร้างแบบจำลองประชากรกลายเป็นสิ่งที่นักชีววิทยาให้ความสนใจเป็นพิเศษในศตวรรษที่ 20 เนื่องจากแรงกดดันต่อแหล่งอาหารที่มีจำกัดอันเนื่องมาจากจำนวนประชากรมนุษย์ที่เพิ่มขึ้นในบางส่วนของยุโรป ซึ่งนักชีววิทยาอย่างRaymond Pearl ได้สังเกตเห็น ในปี 1921 Pearl ได้เชิญนักฟิสิกส์Alfred J. Lotkaมาช่วยงานในห้องปฏิบัติการของเขา Lotka ได้พัฒนาสมการเชิงอนุพันธ์ คู่ ที่แสดงผลกระทบของปรสิตต่อเหยื่อ นักคณิตศาสตร์Vito Volterraได้เทียบความสัมพันธ์ระหว่างสองสายพันธุ์โดยอิสระจาก Lotka Lotka และ Volterra ร่วมกันสร้างแบบจำลอง Lotka–Volterraสำหรับการแข่งขันที่ใช้สมการโลจิสติกกับสองสายพันธุ์เพื่อแสดงปฏิสัมพันธ์ของการแข่งขัน การล่า และปรสิตระหว่างสายพันธุ์^{[ 3 ]}ในปี 1939 Patrick Leslie ได้มีส่วนร่วมในการสร้างแบบจำลองประชากรเมื่อเขาเริ่มทำงานในด้านชีวคณิตศาสตร์ Leslie เน้นย้ำถึงความสำคัญของการสร้างตารางชีวิตเพื่อทำความเข้าใจผลกระทบที่กลยุทธ์ประวัติชีวิตที่สำคัญมีต่อพลวัตของประชากรทั้งหมด เลสลีใช้พีชคณิตเมทริกซ์ร่วมกับตารางชีวิตเพื่อขยายงานของลอตก้า^{[ 5 ]}แบบจำลองเมทริกซ์ของประชากรคำนวณการเติบโตของประชากรด้วยตัวแปรประวัติชีวิต ต่อมาโรเบิร์ต แมคอาร์เธอร์และอีโอ วิลสันได้กำหนดลักษณะทางชีวภูมิศาสตร์ของเกาะแบบจำลองสมดุลของชีวภูมิศาสตร์ของเกาะอธิบายจำนวนชนิดพันธุ์บนเกาะว่าเป็นสมดุลของการอพยพเข้าและการสูญพันธุ์ แบบจำลองประชากรโลจิสติก แบบจำลองนิเวศวิทยาชุมชนลอตก้า-โวลเทอร์รา การสร้างแบบจำลองเมทริกซ์ตารางชีวิต แบบจำลองสมดุลของชีวภูมิศาสตร์ของเกาะ และรูปแบบต่างๆ ของแบบจำลองเหล่านี้เป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างแบบจำลองประชากรเชิงนิเวศวิทยาในปัจจุบัน^{[ 6 ]}

สมการ การเติบโตแบบโลจิสติก :

${\displaystyle {\frac {dN}{dt}}=rN\left(1-{\frac {N}{K}}\right)\,}$

สมการ Lotka–Volterra แบบแข่งขัน :

${\displaystyle {\frac {dN_{1}}{dt}}=r_{1}N_{1}{\frac {K_{1}-N_{1}-\alpha N_{2}}{K_{1}}}\,}$

ชีวภูมิศาสตร์ของเกาะ :

${\displaystyle S={\frac {IP}{I+E}}}$

ความสัมพันธ์ระหว่างชนิดพันธุ์กับพื้นที่ :

${\displaystyle \log(S)=\log(c)+z\log(A)\,}$

• พลวัตของประชากร
• พลวัตประชากรของอุตสาหกรรมประมง
• นิเวศวิทยาประชากร
• ช่วงเวลาปิดฉาก

• เครือข่ายแบ่งปันโค้ด GreenBoxes GreenBoxes (เบต้า) คือแหล่งเก็บโค้ดโอเพนซอร์สสำหรับการสร้างแบบจำลองประชากร GreenBoxes ช่วยให้ผู้ใช้สามารถแบ่งปันโค้ดของตนเองและค้นหาโค้ดที่ผู้อื่นแบ่งปันได้อย่างง่ายดาย