（1）迈阿密模型（Miami model）根据年平均温度和降水量来估算生物生长量，公式为：
温度生产潜力模型（Ⅰ） Y?1?e1?30001.315?0.119t 降水生产潜力模型（Ⅱ） Y?300(1 0?e?0.0006p6)4式中：Y为生物生长量[m/（g.a）];t为年平均温度（℃）；P为年降水量（mm）。 当应用上式计算同一地区土地生产潜力出现不同数值时，取其低者作为土地的气候生产力。
（2）桑斯维特纪念模型（Thornthwaite memorial model）依据蒸散量模拟陆地生物生产量的一种方法，公式为：
Y=3000[1-e0.0009695 (E-20)]
式中：Y为生物生产量[m/（g.a）]；E为年实际蒸发量（mm）。
因蒸发受太阳辐射、温度、降水、饱和差、风等环境因子的影响，此模型较迈阿密模型为准。
（3）格恩纳-里思模型是根据生物生长量与生长期长度之间的相关关系推测产量的一种方法。该模型为：
Y=-157+5.17S
式中：Y为生物生长量[m/（g.a）]；S为光合作用季节的日数。 2、理论计算法
土地生产潜力是由土地肥力决定的，即光、热、水、养分等土地肥力因子与作物本身的光合作用形成的土地生产潜力，可将土地生产潜力依次分为光合生产潜力、光温生产潜力、气候生产潜力和农业自然生产潜力四个层次。
（1）光合生产潜力
假设各种环境因子均处于最适宜条件，植物群体结构合理，光合器官以最大的速率摄取太阳光能的前提下，根据光合理论计算可能获得的产量。美国的卢末斯（Loomis）和威廉姆斯（Williams）公式为：
Y=0.154Q
式中：Y为光合生产潜力[g/m2.d]；Q为总辐射，为到达地面的直接辐射和散射之和（J/cm2）。
光合生产潜力在目前的的大田生产条件下尚达不到，只有在植物的生活环境
得到全面的改善的控制下方能实现，因此，光和潜力是作物产量的上限。
（2）光温生产潜力
光温生产潜力是采用最先进农业技术措施，充分利用光能和温度条件可能获得的产量。
1）瓦赫宁根法（Wageningen）
?ETM?Y?yo???K?CT?CH?G
??ea?ed?其中： yo?Fyc?(1?F)ye
Rse?0.5RsF?0.8Rse
主要适用于估算小麦、玉米、高粱、苜蓿等作物的产量 式中：
yo—标准作物干物质产量毛重（Kg／hm2·d）； F—白日的阴天部分（小数）；
yc—给定地区的全天阴天时的标准作物下物质产量毛重（ Kg／hm2·d ）， ye—给定地区的全晴天时的标准作物干物质的毛重； Rse—植彼地面在晴天里吸收的短波幅射最大值（卡/cm2·d）； Rs—植被地面实际吸收的短波幅射值（卡／cm2·d）； ETM—生育期内日平均最大蒸散量（mm/d） CT—温度订正系数；
CH—经济系数;G为生长期（天）；Y为光温生产潜力。 2）农业生态区法
其基本思路与瓦赫宁恨法相同，但比其适用的作物面广，是求算生产潜力应用最广泛的方法 当ym≥20时
Y?CL?CN?CH?G??F?0.8?0.01ym?yc??1?F??0.5?0.025ym??ye?
当ym＜20时
Y?CL?CN?CH?G??F?0.5?0.025ym?yc??1?F??0.05ym??ye?
式中：Y为光温潜力（千克／公顷）；
ym为一定温度下的干物质生产率（千克／公顷.小时）； CL为叶面积订正系数； CN为干物质产量订正系数；
其他符号表征意义与赫宁根法公式相同。
（3）气候生产潜力
气候生产潜力是在实际存在的气候条件下，采用先进的栽培管理和施肥技术，充分利用自然的气候资源（太阳辐射、温度、降水）所能获得的产量，它是旱地作物的产量上限。
是光温生产潜力受水分条件限制而出现衰减的结果。 作物生产与水分的关系是确定气候生产潜力的关键。
① 根据降水量（R ）、蒸发力（E）和 径流量（F）确定 。
R/E 当E＞R时
1 当E＜R，F≥R-E时 W=
E 当E＜R，F≥R-E时
(R?F)②计算时段内作物耗水量与需水量的比率或其因数来确定。 W= 1 当Cg.. R≥E时
E 当O≤Cg R＜E时
(R?F)????a???Cg???1?c??????a??b?
90??式中：R为作物全育期内的降水量；E为作物需水量；Cg为降水截流系数；
?(??a)90 为局地坡度对截流系数订正项；
???a?为局地植被对截流系数的订正项；
a为全地域植被的平均截流系数；
?为某一植被类型的截流系数；
b为降水强度订正系数；c为某地的年平均径流系数。
③作物实际耗水量和农田可能蒸散量确定 W= 1 当 R≥ET时
4ES1?? 当R＜ET时 3ET3式中： ES为作物实际耗水量； ET为农田可能蒸散量。
④联合国粮农组织提出的计算方法（常用）： f（w）＝W＝1－Ky（1－ETa／ETm）
式中：Ky为产量反应系数，ETm为最大蒸散量，即供水充足条件下作物的最大蒸散量，ETa为实际蒸散量(需要在既无径流又无地下渗漏的情况下才能实现)。 ⑤气候生产潜力 Pw＝PT·W
（4）农业自然生产潜力
农业自然生产潜力是大田生产条件下的现实生产力，是在气候生产潜力的基础上进行土壤肥力函数订正。
Yn?Ye.f(n)
式中：Yn为农业自然生产潜力；Ye为气候生产潜力；f(n)为肥力影响函数。 《参考：土地人口承载力分析》 （二）、土地人口承载力评价 1、计算粮食生产总量 Y＝P·A·R
式中：Y是粮食生产总量；P是土地生产潜力（单位面积产量）水平；A是耕地面积；R是粮食用地占耕地的百分数。
2、计算人均社会粮食占有量
人均社会粮食占有量应包括人口口粮、种子粮、饲料粮、本地工业用粮及仓储等其他用粮。一般可根据近几年人均社会粮食占有量，并考虑到经济发展水平确定可制定几个不同消费水平，以便求出几个人口承载力方案。
3、 算土地人口承载力 T＝（Y— O）／S C＝T／L
式中：T是土地所能承载的总人口数量；Y是土地生产潜力；O是区域外调入粮食数；S是人均社会粮食占有量；C是土地人口承载力（人／km2）；L是土地总面积（km2）。
《参考：土地人口承载力分析》 （三）、土地生态足迹评价
1、生态足迹（英文：Ecological footprint,EF）就是能够持续地提供资源或消纳废物的、具有生物生产力的地域空间（biologically productive areas），其含义就是要维持一个人、地区、国家或者全球的生存所需要的或者能够只纳人类所排放的废物的、具有生物生产力的地域面积。生态足迹估计要承载一定生活质量的人口，需要多大的可供人类使用的可再生资源或者能够消纳废物的生态系统，又称之为“适当的承载力”（appropriated carrying capacity）。
2、假设条件
（1）生态足迹方法基于一个基本假设：即各类土地在空间上互斥。如一块土地被用来修建楼房，就不可能同时用作耕地或其他用地。这种空间互斥性的假设使各类生态生产性土地面积具有可累加性。其计算基于以下两个简单事实：
①人类可以确定自身消费的绝大多数资源及其所产生的大部分废弃物的数量
②能够将这些资源和废弃物转换成相应的生态生产面积 （2）生态足迹的计算基于 6个前提假设 ①可以获得资源的年消费量和产生的废物量
②大部分的资源流量可以折算为生产资源的生物生产型面积和吸收所产生废物的生态生产型面积，由于废物吸收所需的生态生产型面积的计算过于复杂，且所需数据收集困难，在实 证分析中通常忽略；
③可以赋予各种生物生产型面积一个与单位面积有效生物量(对人类来说，具有经济效益的潜在生物生产量)的生产能力成比例的权重，将不同的面积转换成一个标准化的、表征世界平均生产能力的公顷单位；
④总需求可以通过加总各种资源供给与废物吸收的面积得到 ⑤总的人类生态足迹需求与自然供给可直接对比；