科学探索|俄乌冲突背后：科学家衡量战争对“全球粮仓”的影响俄乌冲突背后：科学家衡量战

美国国家航空航天局（NASA）农业收获部门的科学家们利用卫星观测和经济数据来追踪俄乌冲突是如何扰乱全球粮食系统的。当乌克兰的农民在2021年秋天种植小麦、油菜、大麦和黑麦时，他们的担心是相对常规的：干燥的天气或不断上涨的化肥价格会不会削减他们的产量和利润？当这些冬季作物在2022年春天从休眠状态中出现时，乌克兰的生活已经完全被俄罗斯颠覆了。

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俄罗斯入侵了乌克兰，伴随着战争，坦克在田野上碾压，农田里布满了地雷，炮弹雨点般落在庄稼上。燃料和化肥价格暴涨。劳动力越来越少。一些农民离开去参加战斗；另一些人在他们的村庄被轰炸后身亡或逃离。即使是远离前线的农民也眼睁睁地看着数千万吨粮食和其他农产品因俄罗斯海军的封锁而在粮仓和港口沉睡。随着战斗的进行，甚至粮食和植物油储存设施也成为目标。
"世界的粮仓正处于战争之中，"美国宇航局丰收项目主任Inbal Becker-Reshef说。根据美国对外农业局的数据，战争前，乌克兰提供了全球葵花籽油出口的46%，小麦出口的9%，大麦的17%，以及全球市场上玉米的12% 。(乌克兰和俄罗斯共占葵花籽油出口的73%，小麦的33%，大麦的27%）。过去几个月的战争行动极大地扰乱了这种粮食的流动。
Becker-Reshef说："我们正处于一场滚动的粮食危机的开始阶段，它可能会以某种方式影响到地球上的每个国家和个人。对于一些人来说，这可能意味着价格上涨或在杂货店买到的物品更少。对其他人来说，历史表明它可能意味着更严重的粮食短缺。"

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2022年5月20日，Landsat 8图像显示，在Mykolaiv州Shyrokolanivka附近的油菜花正在盛开

十多年来，Becker-Reshef和其他NASA资助的科学家一直在开发基于卫星的创新技术，以监测乌克兰的商品作物，如小麦和玉米。这个跨学科小组收集和分析环境、经济和社会科学数据，以改善世界各地的农业相关决策。随着战争的到来，这种工具可以在预测和避免粮食短缺和饥荒方面发挥关键作用。
本页顶部的地图基于来自Planet Labs卫星和欧洲航天局哥白尼哨兵-2任务的数据，由NASA收获部处理和分析--显示了截至2022年6月13日乌克兰的夏季和冬季作物的分布。该地图还显示了哪里的农民在自由耕作，哪里的土地在俄罗斯的控制之下。根据NASA收获部的分析，乌克兰大约22%的农田--包括28%的冬季作物和18%的夏季作物处于俄罗斯的控制之下。夏季作物，主要是玉米和向日葵在乌克兰北部和西部的种植比冬季作物更广泛。(有关土地占用的数据来自战争研究所和美国企业研究所的关键威胁项目）。
NASA收获团队与来自GEO全球农业监测（GEOGLAM）计划的国际合作伙伴一起测量多种环境因素--包括降水、土壤湿度和温度，以评估作物的健康状况并预测季末的产量。Becker-Reshef说："在春季由于干燥的天气和寒流导致的缓慢开始之后，生长条件大多情况下是有利的，作物很好地赶上了。"
卫星对作物"绿色"的测量--归一化植被指数（NDVI）--对NASA Harvest的分析非常重要。下图是乌克兰最大的小麦生产国和出口国之一的Mykolaiv州的生长条件的快照。
研究人员还开发了一些模型，如农业遥感产量算法（ARYA），通过将NDVI的测量与NASA的MERRA-2再分析数据集中有关生长季节的环境条件的数据相融合来预测产量。这些模型还包括基于MODIS、Sentinel-2和Landsat观测并经田间调查验证的详细作物地图。