Kvadratmetod: Idealt kan beståndstorleken bestämmas genom att räkna varje individ i en livsmiljö. Detta är mycket opraktiskt i många fall, om inte omöjligt, så ekologer måste ofta extrapolera sådan information.

För mycket små organismer, långsamma, växter eller andra icke-mobila organismer, använder forskare vad kallas en kvadrat
(inte "kvadrant"; notera stavningen). En kvadrat innebär markering av fyrkanter av samma storlek i en livsmiljö. Ofta används snöre och trä. Sedan kan forskare lättare räkna individerna inom kvadrat.

Olika kvadrat kan placeras i olika områden så att forskare får slumpmässiga prover. Uppgifterna som samlats in från räkningen av individerna i kvadraten används sedan för att extrapolera befolkningsstorleken.

Markera och återupptag: Naturligtvis skulle en kvadrat inte fungera för djur som rör sig mycket runt. Så för att bestämma befolkningsstorleken hos mer mobila organismer använder forskare en metod som kallas märke och återupptagning
.

I detta scenario fångas enskilda djur och markeras sedan med en etikett, band, färg eller något liknande. Djuret släpps tillbaka till sin miljö. Senare fångas en annan uppsättning av djur, och den uppsättningen kan inkludera de redan markerade, såväl som omärkta djur.

Resultatet av att fånga både markerade och omärkta djur ger forskarna ett förhållande att använda, och utifrån det kan de beräkna uppskattad befolkningsstorlek.

Ett exempel på denna metod är den i Kaliforniens kondor, där individer fångades och taggades för att följa befolkningsstorleken för denna hotade art. Denna metod är inte idealisk på grund av olika faktorer, så mer moderna metoder inkluderar radiospårning av djur.
Population Ecology Theory

Thomas Malthus, som publicerade en uppsats som beskrev befolkningens förhållande till naturresurser, bildade det tidigaste teori om befolkningsekologi. Charles Darwin utvidgade med detta med sin "överlevnad av de finaste" begreppen.

I sin historia förlitade sig ekologi på begreppen andra studieregler. En forskare, Alfred James Lotka, ändrade naturvetenskapens gång när han började med början på befolkningsekologi. Lotka sökte bildandet av ett nytt fält av "fysisk biologi" där han integrerade en systemmetod för att studera förhållandet mellan organismer och deras miljö.

Biostatiker Raymond Pearl noterade Lotkas arbete och samarbetade med honom för att diskutera interaktioner mellan rovdjur och byte.

Vito Volterra, en italiensk matematiker, började analysera förhållanden mellan rovdjur och byte under 1920-talet. Detta skulle leda till vad som kallades Lotka-Volterra-ekvationer som fungerade som en språngbräda för matematisk befolkningsekologi.

Australisk entomolog A.J. Nicholson ledde de tidiga studierna beträffande densitetsberoende mortalitetsfaktorer. H. G. Andrewartha och L.C. Björk skulle fortsätta att beskriva hur populationer påverkas av abiotiska faktorer. Lotkas systemansvar för ekologi påverkar fortfarande fältet fram till idag.
Befolkningstillväxthastighet och exempel

Befolkningstillväxt
återspeglar förändringen i antalet individer under en tidsperiod. Befolkningstillväxten påverkas av födelse- och dödsraten, som i sin tur är relaterad till resurser i deras miljö eller utanför faktorer som klimat och katastrofer. Minskade resurser leder till en minskad befolkningstillväxt. Logistisk tillväxt
avser befolkningstillväxt när resurserna är begränsade.

När en befolkningsstorlek möter obegränsade resurser tenderar den att växa mycket snabbt. Detta kallas exponentiell tillväxt
. Bakterier, till exempel, kommer att växa exponentiellt när de ges tillgång till obegränsade näringsämnen. En sådan tillväxt kan dock inte upprätthållas på obestämd tid.

Bärförmåga: Eftersom den verkliga världen inte erbjuder obegränsade resurser kommer antalet individer i en växande befolkning så småningom att nå en punkt när resurserna blir knappare. Sedan kommer tillväxttakten att sakta och jämnas ut.

När en befolkning når denna utjämningspunkt anses den vara den största befolkningen som miljön kan upprätthålla. Termen för detta fenomen är bärkapacitet
. Bokstaven K representerar bärförmåga.

Tillväxt, födelse och dödsfrekvens: För människors befolkningstillväxt har forskare länge använt demografi för att studera befolkningsförändringar över tid. Sådana förändringar är resultatet av födelsetalen och dödsfrekvensen.

Större populationer, till exempel, skulle leda till högre födelsetal bara på grund av fler potentiella kamrater. Detta kan emellertid också leda till högre dödsfall från konkurrens och andra variabler som sjukdom.

Befolkningen förblir stabil när födelse- och dödsnivån är lika. När födelsetalen är större än dödsnivån, ökar befolkningen. När dödsräntorna överstiger födelsetalen sjunker befolkningen. Detta exempel tar emellertid inte hänsyn till invandring och emigration.

Livslängden spelar också en roll i demografin. När individer lever längre påverkar de också resurser, hälsa och andra faktorer.

Begränsande faktorer: Ekologer studerar faktorer som begränsar befolkningstillväxten. Detta hjälper dem att förstå de förändringar populationerna genomgår. Det hjälper dem också att förutsäga potentiella framtider för befolkningen.

Resurser i miljön är exempel på begränsande faktorer. Till exempel behöver växter en viss mängd vatten, näringsämnen och solljus i ett område. Djur kräver mat, vatten, skydd, tillgång till kompisar och säkra områden för att bygga bo.

Densitetsberoende befolkningsreglering: När befolkningsekologer diskuterar en befolkningstillväxt är det genom linsen av faktorer som är täta- beroende eller täthetsoberoende.

Täthetsberoende befolkningsreglering
beskriver ett scenario där befolkningens täthet påverkar dess tillväxt och dödlighet. Densitetsberoende reglering tenderar att vara mer biotisk.

Exempelvis representerar konkurrens inom och mellan arter för resurser, sjukdomar, predation och avfallsuppbyggnad alla densitetsberoende faktorer. Densiteten för tillgängligt byte skulle också påverka rovdjurens befolkning och få dem att röra sig eller eventuellt svälta.

Befolkningsreglering med täthet: densitetsoberoende befolkningsreglering
avser naturligt (fysiska eller kemiska) faktorer som påverkar dödligheten. Med andra ord påverkas dödligheten utan att tätheten beaktas.

Dessa faktorer tenderar att vara katastrofala, till exempel naturkatastrofer (t.ex. eldbränder och jordbävningar). Föroreningar är emellertid en manuell täthetsoberoende faktor som påverkar många arter. Klimatkrisen är ett annat exempel.

Befolkningscykler: Befolkningen stiger och faller cykliskt beroende på resurserna och konkurrensen i miljön. Ett exempel är hamntätningar som påverkas av föroreningar och överfiske. Minskat byte för sälarna leder till ökad död av sälarna. Om antalet födda skulle öka skulle befolkningsstorleken förbli stabil. Men om deras dödsfall överträffade födslarna skulle befolkningen minska.

När klimatförändringarna fortsätter att påverka naturliga befolkningar blir användningen av populationsbiologiska modeller viktigare. De många aspekterna av befolkningsekologin hjälper forskare att bättre förstå hur organismer interagerar och hjälper till i strategier för arthantering, bevarande och skydd.