度量可有多種方式，我們有時用儀表來測量，例如，大多數(shù)人都熟悉汽車中的儀表是測量速度的，用溫度計測量溫度也已有很長的歷史了，這些儀表提供的信息有助于我們掌控自己的安全和健康。現(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問：“為什么要度量？動機是什么？”這個動機有時是約定一個報酬或者一個值，以衡量發(fā)生了什么或者我們在哪兒。例如，古希臘思想家埃拉托色尼（Eratosthenes）首先精確地計算了地球的圓周，提出了經(jīng)度和緯度體系以測定一個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，因為船長無法測定船的南北位置。什么導(dǎo)致了測量經(jīng)度的發(fā)明？實質(zhì)是一些政府對發(fā)明者提供的獎勵、地位和財富。
　　度量我們周邊所發(fā)生事物的另一個動機，是對我們的生存已經(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。”這話與可持續(xù)性特別有關(guān)，例如衡量魚群的大小、海洋酸化的程度、對碳足跡的貢獻，都可以幫助我們監(jiān)測我們身處的環(huán)境狀況。
　　測量看起來很直接、很真實，但是存在著很多挑戰(zhàn)。其一是對什么是最好測量的評定和認(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)量或者填埋場處理廢物的量），或者最好用綜合指標(biāo)（環(huán)境和社會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)性進程（或者沒有推進）也是挑戰(zhàn)，正如環(huán)境正在不斷變化，經(jīng)濟也在變化。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區(qū)域海運零件，那么會發(fā)生什么？這個決定將如何影響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。如果自助洗衣機越來越普遍，人們不再購買自己的洗衣機，情況又會如何？這又引出了關(guān)于不需要洗滌的納米材料話題的爭議（或者確實不再需要洗衣機了），那么，衡量此議題可持續(xù)性的復(fù)雜性會以指數(shù)形式增長。僅僅這幾個簡單的例子，已經(jīng)顯示了經(jīng)濟和生態(tài)相互關(guān)聯(lián)的本質(zhì)。
　　第二個挑戰(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間進行度量以幫助分析趨勢。這也稱為監(jiān)測。這不僅是一個決定度量頻次的問題，還必須決定監(jiān)測的時間段，在該時間段內(nèi)可以（或不能）檢測到該趨勢。由于所選時間階段不同，可能存在所分析的趨勢不真實的風(fēng)險。在全球溫度趨勢的爭論中就有這樣的例子，研究人員根據(jù)所選擇的時間段，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)，因為并不總是能很容易地將所觀測的影響與可能的依據(jù)聯(lián)系起來，這個困境也在有關(guān)氣候變化原因的核心爭論中出現(xiàn)。這種變化和趨勢是隨機事件嗎？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。人類活動和工業(yè)活動導(dǎo)致大氣中二氧化碳水平升高已成共識，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，通常是為測量而測量，為監(jiān)測而監(jiān)測。確實，有些人會說過去最大的挑戰(zhàn)是缺乏測量數(shù)據(jù)作為應(yīng)對變化或者影響政策工具的評價機制，但是比測量的需求更緊急的需求是搞清楚測量能不能滿足需求。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，衡量我們對環(huán)境的影響是采取行動的第一步。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地球影響的研究。