度量可有多種方式，我們有時(shí)用儀表來測(cè)量，例如，大多數(shù)人都熟悉汽車中的儀表是測(cè)量速度的，用溫度計(jì)測(cè)量溫度也已有很長(zhǎng)的歷史了，這些儀表提供的信息有助于我們掌控自己的安全和健康�，F(xiàn)在已經(jīng)有很多種儀表，其中一些與可持續(xù)性緊密相關(guān)。例如，現(xiàn)在世界上有一些儀表具有特殊的顯示和思考功能，它們度量著當(dāng)前世界的人口以及其他先于人眼捕捉到的增長(zhǎng)的數(shù)字（見www.worldometers.info/）。在本卷完成的2011年，世界人口已經(jīng)超過70億。度量及可持續(xù)性
　　可能我們中的有些人會(huì)問：“為什么要度量？動(dòng)機(jī)是什么？”這個(gè)動(dòng)機(jī)有時(shí)是約定一個(gè)報(bào)酬或者一個(gè)值，以衡量發(fā)生了什么或者我們?cè)谀膬�。例如，古希臘思想家埃拉托色尼（Eratosthenes）首先精確地計(jì)算了地球的圓周，提出了經(jīng)度和緯度體系以測(cè)定一個(gè)人在星球表面的位置。以前在海上，航海家們多依靠緯度來判斷自己的位置，他們只靠看星星來判斷自己正在海洋的東面或者西面。直到17世紀(jì)發(fā)明了在海上測(cè)量經(jīng)度的準(zhǔn)確方法，才解決了航海的一大難題。裝載著珍寶的船從遙遠(yuǎn)的大陸行駛到海上，迷失了方向，因?yàn)榇�長(zhǎng)無法測(cè)定船的南北位置。什么導(dǎo)致了測(cè)量經(jīng)度的發(fā)明？實(shí)質(zhì)是一些政府對(duì)發(fā)明者提供的獎(jiǎng)勵(lì)、地位和財(cái)富。
　　度量我們周邊所發(fā)生事物的另一個(gè)動(dòng)機(jī)，是對(duì)我們的生存已經(jīng)超出了大自然負(fù)載極限的憂慮。我們正在制造著一個(gè)連續(xù)的、不可持續(xù)的和不公平的自然和環(huán)境就是一個(gè)有力的證據(jù)。因此，我們需要制定政策和管理我們所有的信息，正如老話所云：“你不能管理你沒有度量的東西�！边@話與可持續(xù)性特別有關(guān)，例如衡量魚群的大小、海洋酸化的程度、對(duì)碳足跡的貢獻(xiàn)，都可以幫助我們監(jiān)測(cè)我們身處的環(huán)境狀況。
　　測(cè)量看起來很直接、很真實(shí)，但是存在著很多挑戰(zhàn)。其一是對(duì)什么是最好測(cè)量的評(píng)定和認(rèn)可。記住可持續(xù)性主題最好用單一指標(biāo)（像造林的樹的數(shù)量或者填埋場(chǎng)處理廢物的量），或者最好用綜合指標(biāo)（環(huán)境和社會(huì)影響或者國民幸福指數(shù)或者能效）。如何衡量整體可持續(xù)性以及跟蹤可持續(xù)性進(jìn)程（或者沒有推進(jìn)）也是挑戰(zhàn)，正如環(huán)境正在不斷變化，經(jīng)濟(jì)也在變化。例如，由于洪水或者海嘯（這兩種災(zāi)害在21世紀(jì)都發(fā)生了）使供應(yīng)鏈中斷，X綠色公司決定從世界某個(gè)區(qū)域海運(yùn)零件，那么會(huì)發(fā)生什么？這個(gè)決定將如何影響X綠色公司的全球環(huán)境足跡？因此還有許多未知的問題要引起關(guān)注。如果自助洗衣機(jī)越來越普遍，人們不再購買自己的洗衣機(jī)，情況又會(huì)如何？這又引出了關(guān)于不需要洗滌的納米材料話題的爭(zhēng)議（或者確實(shí)不再需要洗衣機(jī)了），那么，衡量此議題可持續(xù)性的復(fù)雜性會(huì)以指數(shù)形式增長(zhǎng)。僅僅這幾個(gè)簡(jiǎn)單的例子，已經(jīng)顯示了經(jīng)濟(jì)和生態(tài)相互關(guān)聯(lián)的本質(zhì)。
　　第二個(gè)挑戰(zhàn)是決定度量的頻次。某些情況一次性度量即可，但是更多的是需要在全程隔一段時(shí)間進(jìn)行度量以幫助分析趨勢(shì)。這也稱為監(jiān)測(cè)。這不僅是一個(gè)決定度量頻次的問題，還必須決定監(jiān)測(cè)的時(shí)間段，在該時(shí)間段內(nèi)可以（或不能）檢測(cè)到該趨勢(shì)。由于所選時(shí)間階段不同，可能存在所分析的趨勢(shì)不真實(shí)的風(fēng)險(xiǎn)。在全球溫度趨勢(shì)的爭(zhēng)論中就有這樣的例子，研究人員根據(jù)所選擇的時(shí)間段，研宄結(jié)果有的顯示全球溫度降低，而有的顯示升高。
　　度量的依據(jù)和影響似乎是最難的挑戰(zhàn)，因?yàn)椴⒉豢偸悄芎苋菀椎貙⑺�觀測(cè)的影響與可能的依據(jù)聯(lián)系起來，這個(gè)困境也在有關(guān)氣候變化原因的核心爭(zhēng)論中出現(xiàn)。這種變化和趨勢(shì)是隨機(jī)事件嗎？大氣中二氧化碳水平升高與全球溫度升高之間是否真的相關(guān)？這些問題已經(jīng)成為全球科學(xué)家和科學(xué)組織關(guān)注的問題。人類活動(dòng)和工業(yè)活動(dòng)導(dǎo)致大氣中二氧化碳水平升高已成共識(shí)，二氧化碳和其他氣體的積累正在影響全球溫度和氣候變化這一觀點(diǎn)也得到了承認(rèn)。
　　為了可持續(xù)性的緣故，過去從沒有像現(xiàn)在這樣需要最好的科學(xué)和最優(yōu)秀的科學(xué)家提供基于環(huán)境管理和政策的信息。這不是說只有好的科學(xué)就可以了，決策者通常不是科學(xué)家，而是外行人士，政策制定也不是基于科學(xué)而是基于道德。為了管理我們的資源且規(guī)范環(huán)境行為，我們需要度量，但是由于缺乏數(shù)據(jù)（以及收集數(shù)據(jù)的不確定性和復(fù)雜性），科學(xué)和政策之間往往沒有直接聯(lián)系，通常是為測(cè)量而測(cè)量，為監(jiān)測(cè)而監(jiān)測(cè)。確實(shí)，有些人會(huì)說過去最大的挑戰(zhàn)是缺乏測(cè)量數(shù)據(jù)作為應(yīng)對(duì)變化或者影響政策工具的評(píng)價(jià)機(jī)制，但是比測(cè)量的需求更緊急的需求是搞清楚測(cè)量能不能滿足需求。應(yīng)該了解我們?nèi)粘５纳�活影響著我們星球的可持續(xù)性，因此，衡量我們對(duì)環(huán)境的影響是采取行動(dòng)的第一步。本卷將提供必要的框架作為工具，使研究者和科學(xué)家可以用這些工具來度量我們對(duì)地球影響的研究。