En statistique descriptive, une population est un ensemble fini d'objets (les individus ou unités statistiques) sur lesquels une étude se porte et dont les éléments répondent à une ou plusieurs caractéristiques communes. On peut ainsi parler d'une population d'écrous produits dans une unité d'une usine.
En statistique mathématique, pour utiliser la notion de probabilité la population est supposée infinie. Dans ces conditions, l'échantillon est défini comme un ensemble de variables aléatoires dont les valeurs observées représentent des réalisations.
Un ensemble d'individus d'une même espèce vivante se perpétuant dans un territoire donné est une population biologique et les disciplines scientifiques en faisant l'étude s'appellent la "biologie des populations" — qui est une branche se rattachant à diverses autres disciplines telles que l'écologie - ou la "génétique des populations", branche de la biologie de l'évolution.
La population humaine est étudiée par la démographie, la sociologie et la géographie humaine.
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La description des populations peut se faire :
On attribue, à une portion de territoire, une capacité d’accueil (carrying capacity) qui limite la croissance de la population. Certains observateurs des sociétés humaines estiment que la notion de capacité d’accueil doit être appliquée également aux populations humaines, et qu’une croissance incontrôlée de la population humaine pourrait entraîner une catastrophe malthusienne. D’autres spécialistes s’opposent, eux, catégoriquement à cette thèse…