基于 Sentinel-2 数据的战争对乌克兰森林生态系统影响

为什么战争与森林应当被放在同一张图景中

当我们想到战争，常会联想到被毁的城市和流离失所的人，而非受损的林地。然而，森林默默地净化空气、储存碳、保护土壤与水源，并为野生动植物与人类提供庇护。该研究利用卫星影像与人工智能展示了乌克兰战争如何重塑该国的森林，揭示了在地面上因危险或困难难以测量的损失。

冲突时期承受压力的森林

在2022 年全面入侵之前，乌克兰的森林已因伐木和土地利用变化而承压。树木有助于调节气候、支撑地方经济并改善城市生活，但它们同时也是木材、燃料和耕地的来源。冲突爆发时，常规的保护措施会削弱：保护区可能不再被巡护，大面积地区因炮击和未爆炸弹药变得过于危险而无法进入。在乌克兰，大约三分之一的国土以这种方式受到影响，使得传统的现场调查几乎不可能，推动科学家转而依赖卫星观测。

从太空观察森林

为了跟踪森林的变化，研究人员使用了 Sentinel-2，一对能够捕捉地表高分辨率彩色和红外影像的欧洲卫星。这些影像可以区分森林与农田，甚至辨别阔叶林与针叶林。研究团队采用一种名为随机森林的机器学习方法，首先绘制出 2020 年（战争加剧前）森林的详细分布图。他们重点关注四个树木覆盖显著且战事激烈的区域：西部的利沃夫，以及北部和东部的基辅、日托米尔与哈尔科夫。计算模型以现有的全球土地覆盖图为训练基础，随后使用卫星自身的光谱特征进行细致核查与修正，以减少误差。

衡量损失

在明确森林分布后，科学家考察了这些区域在 2020 至 2022 年间的变化。他们并非简单地比对两张地图，而是分析每年夏季的“马赛克”影像序列，计算常用的植被与燃烧指数在年际间的变化。这些指数类似于植物的健康评分，对采伐和火灾均很敏感。第二个随机森林模型将每个森林像元分类为三类：未变、从木本覆盖转为非木本覆盖（例如整片采伐或严重破坏）或被烧毁。为避免计入极小且不确定的变化，他们剔除了小于四个像元的斑块。与最新卫星影像和在线地图的独立核验显示，该方法具有较高的精度，尤其是在判断森林仍然存在的区域。

战争在乌克兰森林上的指纹

结果数字描绘出一幅严峻的画面。在这四个地区间，2020 至 2022 年间累计森林损失约为 51,700 公顷，且 2022 年的损失面积是 2021 年的两倍以上。在战争升级前，近四分之三的森林损失来自向非木本土地的转化，火灾约占四分之一。随后，格局发生了转变：尽管清理与退化仍占主导，但被烧毁的森林比例上升到所有损失的大约三分之一。遭受最猛烈军事活动的基辅与哈尔科夫在绝对量与相对于剩余林地的比例上都承受了最严重的破坏。针叶林，尤其是松林，受创严重，因为它们比混交林或阔叶林更易燃，这也有助于解释为何以阔叶和混交林为主、且直接战火较少的利沃夫地区遭受的火灾相关损失较少。

这对人类与地球意味着什么

除了树木的直接毁损外，研究还指出了更深层的忧虑。被转为非木本土地的森林面积翻倍，暗示对木材与土地的压力上升，可能由机构薄弱、非法伐木与军用基建设施驱动。同时，研究人员发现，他们在本地训练的卫星模型检测到的损失多于基于粗分辨率影像的广泛使用全球产品，尤其是在战区内那些斑驳且复杂的变化区域。这一点很重要，因为低估森林损失可能误导气候与保护政策，而此时乌克兰的生态系统本已脆弱。对非专业读者来说，结论虽令人沉重但明确：战争不仅伤害城市与生命，也侵蚀保护气候、水源与生物多样性的绿色系统。可靠的卫星监测可帮助当局规划恢复、遏制非法采伐，并在长期内将森林重建作为环境修复与更稳定和平的一部分。

引用: Waśniewski, A., Rynkiewicz, A., Hościło, A. et al. Impact of the war on forest ecosystem in Ukraine based on Sentinel-2 data. Sci Rep 16, 5190 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35744-7

关键词: 乌克兰战争 环境, 森林损失, 卫星监测, 野火与伐木, Sentinel-2