Je suis allée au Brésil et j’ai apprécié la diversité de la population : on considère la population du Brésil comme une unité (un ensemble national) mais on fait référence à des caractéristiques différentes (origines ethniques par exemple).
J’ai séjourné dans cet hôtel et j’ai constaté une grande variété de populations : des gens du monde entier, des personnes qui ont des attributions différentes par exemple.
Si vous écrivez « variété de populations » : vous exprimez plutôt des populations différentes (ce sont plusieurs populations).