生态足迹作为土地承载力评价的重要方法,按照一种“人→地”的路线,评价区域土地超载与否及其超载或盈余程度。本研究探索构建生态足迹模型应用于土地承载力评价的技术路线及评价结果的表征体系。通过对生态足迹模型从一维到二维再到三维演进过程的梳理,发现三者的逻辑关系及其应用的局限性,在此基础上对Niccolucci三维模型进行改进,并基于改进后的三维模型,构建土地承载力指数体系,最后以温州市为例,展开应用研究。研究结果显示:(1)生态足迹模型以生态生产性土地面积为表现形式,核算了人类自然资源消费对土地的压力,同时将区域所能提供的生态生产性土地面积作为土地的承载能力,通过对两者进行对比,分析土地超载与否及其超载或盈余程度。生态足迹从土地的生态底色出发,按照“人→地”的路线,对土地当前的承载状况进行评价,评价结果反映了人类的自然资源消费对土地的影响。与其他土地承载力评价方法不同,生态足迹模型下土地承载力的评价,能且只能对土地压力(生态足迹)与土地承载力二者进行对比分析,并通过一套指数体系来刻画两者之间的相对关系,用两者之间的比值来表征土地的承载力的评价结果。(2)生态足迹模型从一维到二维再到三维的演进,是模型本身不断拓展、深化的过程。一维模型其本质是一个概念,概念中所提出生态生产型土地这一新定义奠定生态足迹模型生态指向的本质特征。一维模型的计算结果仅仅为一个土地面积数值,缺乏空间表达;二维模型以一维模型为基础,引入生态承载力这一概念来表征区域所能提供的生态生产性土地面积,并与生态足迹进行对比,判断区域生态盈余或赤字,生态承载力的引入赋予了二维模型以空间尺度的概念,是对一维模型的拓展;三维模型在二维模型的基础上,通过引入足迹深度这一指标,以时间来表征自然资源消费对自然资源存量的占用程度,进而实现对区域生态赤字程度的解释,三维模型是对二维模型的深化。(3)通过将Niccolucci三维生态足迹模型中足迹深度的取值范围从EFdepth≥1拓展至EFdepth≥0,将足迹深度的分析延伸至生态盈余情况,通过计算自然资源消费对自然资源流量占用深度,与生态赤字情况下对自然资源存量的占用深度相联系,使得生态盈余与生态赤字两种状态的刻画融合为一体,弥补了Niccolucci等的三维模型中缺少生态盈余状态三维表达的缺陷,实现了自然资源消费对自然资源流量和自然资源存量占用程度在核算上的统一。扩展后的三维模型中,无论生态盈余,还是生态赤字情况,生态足迹均以圆柱体体积的形式来表征,(4)改进后的生态足迹模型,不论生态盈余情况还是生态赤字情况,足迹深度即为生态足迹与生态承载力的比值,该比值表征了人类所施加的压力与土地承载力的对比关系。足迹深度的计算结果也是土地承载力评价结果的一种表现形式,即土地是否超载及其盈余程度和超载程度。改进后的三维模型为土地承载力指数构建提供了理论基础,足迹深度取值范围的拓展是该指数体系下展开土地承载力评价的关键。因此,根据生态足迹模型中各生态生产性地类的生态功能,构建一套土地承载力指数体系,将各地类足迹深度的计算结果以承载力指数的形式来表达,对于丰富承载力指数体系,改进各类指数的算法具有一定的理论价值。(5)在测算全市以及各个县市区土地生态生产能力的基础上,以市公顷为单位进行的生态足迹和生态承载力的计算,其结果能够反映温州市各地类真实的土地生态生产能力,且便于生态足迹在各市县区之间比较。纳入污染物核算的生态足迹模型,实现了对核算项目的补充完善,所计算出的生态足迹数值也更接近于实际值。(6)2000-2012年间,温州市人均生态足迹和人均生态生产性土地面积基本保持不变,生态赤字较高,达0.18hm2/人,足迹深度在2上下波动。由此可见,温州市生态赤字严重,自然资源流量已经不能满足日益膨胀的自然资源需求,需要消耗大量的自然资源存量来支撑当前的发展和消费,较高的存量占用率可能会影响生态占用的代际公平。从土地承载力指数上看,温州市仅粮食压力指数大于1,耕地处于超载状态;水资源压力指数在1上下波动,处于压力和承载力平衡状态;其他土地均没有超载。从整体上看,温州市的经济生产和居民生活对土地所施加的压力已经超过了土地的承载能力,其压力主要来自粮食需求的压力。