1、傳統生態足跡模型
1.1生態容量的計算方法
生態容量也稱生態足跡供給或生態承載力，是指某區域所能提供給全部人口利用的生物生產性土地面積的總和，公式如下：犈犆=犖×犲犮=犖×?狀犼=1(犪犼×狉犼×狔犼)(1)式中：犈犆為生態容量，犖為區域人口數，犲犮為人均生態容量;犼為土地型別，犪犼為人均實際佔有的第犼種生物生產性土地面積;狉犼為均衡因子，用以校正不同土地型別生物生產能力的差異;狔犼為產量因子，用以校正不同國家或地區與全球平均土地生產能力的差異。基於各類土地均具有生物多樣性保育功能和空間互斥的考慮，在計算生態容量時，各類土地面積中需要扣除12%的生物多樣性保育面積[5-6]。
1.2生態足跡的計算方法
生態足跡也稱生態足跡需求，是指生產區域人口消費的資源及吸納這些人口所產生的廢棄物所需要的生物生產性土地面積的總和。
1.3生態盈餘/赤字的計算方法
生態盈餘與生態赤字是區域生態容量供給與需求的差值，用以衡量區域生態足跡盈虧及供需矛盾等，公式如下：犈犛=犈犇=犈犆-犈犉=犖(犲犮-犲犳)(3)式中：犈犛表示生態盈餘，為正值;犈犇表示生態赤字，為負值。
2、改進的海岸帶生態足跡模型
傳統生態足跡模型以各類土地生態系統之間相互排斥的關係為前提，將人類的食物和能源消費需求通過折算生物生產性土地面積，相應的把生態系統劃分為耕地、林地、草地、水域、建設用地及化石能源地(用來吸納廢棄物)等6種類型。事實上這一假設完全忽略了生態系統所具有的廢棄物吸納、生物多樣性保育、文化娛樂服務等功能，因此應用這一理論得出的評價結果的客觀性受到侷限。海岸帶是海洋延伸至大陸架以及和陸地的交界地帶，雖然其生態系統結構與陸地不盡相同，但是具有和陸地幾乎完全相同的生態系統服務功能。鑑於此，基於生態系統的完整性考慮，對傳統生態足跡模型進行改進，旨在客觀全面地反映海岸帶生態系統的生態足跡供需矛盾及區域人口的整體需求等。
2.1海岸帶生態系統服務功能價值計算方法
生態系統服務功能價值是生態系統為維持人類生存提供的自然環境條件與效用[7-8]，即包括為人類提供物質產品、文化娛樂服務等直接利用價值，也包括維持生態平衡、保護環境等間接利用價值。由於生態系統是一個具有隨機性、動態性和區域性的非線性巨系統，並且由於沒有成熟和統一的價值評價體系標準，且價值計算過程中多利用市場價值法、機會成本法及揭示偏好法等替代方法，因此得出的評價結果容易受主觀因素影響、數值通常偏大，導致實踐應用中常常遇到困難[9-10]。
高地等對我國各類土地生態系統服務功能價值進行了廣泛研究，針對傳統方法計算結果偏高的問題，提出了適用我國土地生態系統服務功能價值計算的修正方法，提出：定義全國單位面積農田年均產糧的經濟價值為1;其他型別生態系統服務功能價值與農田糧食生產服務價值相比較，比值為相應土地生態系統的當量因子。同時提出：定義1個生態系統服務價值等於全國平均糧食單產市場價值的1/7。結合上述定義和方法、依據我國年均糧食單產及市場平均價格，即可計算各類土地單位面積的生態系統服務功能價值[11]。
參考謝高地等提出的分類方法，將大連市海岸帶生態系統分為與之一一對應的耕地、林地、草地、養殖用海域、濱海溼地及非養殖用海域等6種類型，並以相應當量因子計算其生態系統服務功能價值。依據大連市統計局公佈的2012年大連市平均糧食單產5887kg/hm2，原糧市場平均價格每千克2.44元等資料[14-15]，計算出2012年大連市海岸帶單位面積的生態系統服務功能價值。大連市單位面積的各類海岸帶生態系統服務功能總價值均高於相應型別土地的`全國平均水平，與其整體經濟地位是相符合的。
2.2改進生態足跡模型的因子計算
為了更好地體現生態系統的完整性、相互之間的廣泛聯絡以及全面體現人類保護生態環境及文化娛樂等方面的需求，結合近年來大連市城市建設對濱海溼地的佔用情況等，將大連市海岸帶土地利用分為濱海耕地、林地、草地以及養殖用海域、建設用地和非養殖性海域(吸納廢棄物之用)等6種類型。同時，改進傳統生態足跡模型中均衡因子和產量因子的演算法，提出海岸帶生態足跡模型的相應因子計算方法如下：均衡因子取大連市各類海岸帶生態系統單位面積的服務功能總價值與耕地生態系統的比值(建設用地、化石能源地分別和濱海溼地、非養殖用海域對應)。6種類型海岸帶生態系統的均衡因子依次為：1、3.16、1.05、6.67、9.08、0.06。產量因子取大連市單位面積海岸帶生態系統服務功能總價值與相應型別土地全國平均的生態系統服務功能總價值的比值。根據表1和表2計算，可得大連市各類海岸帶生態系統的產量因子相同，均為1.15。
2.3海洋生態壓力指數及海洋經濟可持續發展指數模型
為了衡量人們在享受海岸帶生態系統提供的各種服務功能過程中對生態系統產生的壓力大小，提出基於生態足跡理論的海洋生態壓力指數模型：犈犜犐=(犈犉-犈犆)/犈犆(4)式中：犈犜犐為海洋生態壓力指數，表示海岸帶生態足跡需求與供給的差值佔生態足跡供給的比重，其值越高表明海洋生態系統受到的壓力越大，是一個負向指標。為了衡量海岸帶生態系統向人們提供各種服務功能之後，根據自身剩餘的經濟發展空間的大小，提出基於生態足跡理論的海洋經濟可持續發展指數模型：犛犇犐=(犈犆-犈犉)/犈犉(5)式中：犛犇犐為海洋經濟可持續發展指數，表示海岸帶生態足跡供給與需求的差值佔生態足跡需求的比重，其值越高表明海洋生態系統可持續發展空間越大，為正向指標。
3、大連市海洋生態、經濟發展形勢及對策分析
依據大連市統計局公佈的2003—2012年大連市國民經濟和社會發展公報提供的各類土地利用情況及各類物資消費賬戶、聯合國糧農組織網站資料庫提供的相應能源、物資的全球平均產量等資料，結合本研究得出的海岸帶生態系統均衡因子、產量因子的計算值，分別利用式(1)至式(5)計算近10年大連市人均生態容量、生態足跡、生態盈餘/赤字以及海洋生態壓力指數、海洋經濟可持續發展指數等海洋生態、經濟發展評價指標。2003年以來，大連市人均生態容量持續增加，漲幅達到10.93%，年均增速接近1.1%，表明近10年來大連市海洋生態環境保護工作取得一定成果。同時，人均生態足跡整體上持續增加，漲幅接近60.74%，年均增速在年均生態容量的5.5倍以上;人均生態盈餘從2006年發生逆轉，開始出現生態赤字，表明海洋經濟高速發展的同時，海岸帶資源環境的生態約束作用持續增大。其中2009—2011年，生態赤字經歷了先減後增的反覆波動和之後持續增長之勢，體現了經濟社會發展與生態環境保護的艱難決策與權衡。另外從表3可以看出，10年來大連市的海洋生態壓力整體上持續加大，海洋經濟可持續發展空間持續減小，如不能有效遏制這一趨勢，將嚴重影響大連市的海洋生態安全以及海洋經濟可持續發展能力。
因此，在大連市再次進入海洋經濟快速發展的“十二五”時期，為了實現把大連市建設成為國際航運中心以及振興東北老工業基地龍頭的發展目標，大連市將面臨嚴峻的能源結構和產業結構調整、控制海洋環境汙染、維護海岸帶生態平衡等一系列挑戰。為此必須認真貫徹落實《大連市海洋功能區劃》，切實提高對濱海灘塗溼地、鹽沼、島嶼等不可再生資源的保護力度，提高海洋資源的開發利用率，是大連市海洋經濟發展的必由之路。
4、結論
(1)基於生態系統服務功能理論構建了大連市海岸帶生態足跡與生態容量評價指標體系，通過改進傳統生態足跡模型中均衡因子與產量因子的計算方法，得出2003—2012年大連市人均生態足跡、生態容量及生態盈餘/赤字等，充分顯示了海岸帶生態系統之間廣泛的聯絡以及區域人口在經濟社會發展中的環境保護、文化娛樂需求等。
(2)基於生態足跡理論提出了海洋生態壓力指數模型以及海洋經濟可持續發展指數模型，據此對大連市的海洋生態安全及海洋經濟可持續發展形勢進行客觀分析並提出對策，為有關部門進一步做好海洋生態規劃和環境保護、協調人與海洋共同發展提供理論依據。