Abstract

Assessment of war damage and strategy for restoration of shelterbelts in south-eastern Ukraine

Ukraine is a globally important agricultural producer and exporter. A substantial part of Ukraine’s agricultural production is located in its south-eastern part, where semi-arid climatic conditions make the land vulnerable to severe droughts, wind, and water erosion. During the Soviet era, an extensive network of tree shelterbelts (windbreaks) was established in the region, mainly to protect fields from wind erosion. Apart from this, they provide other ecosystem functions, such as reducing evaporative water loss, hosting pollinators, filtering water, and lowering air pollution.

After the demise of the Soviet Union, many shelterbelts fell into disrepair due to the lack of maintenance, illegal logging, and frequent fires. The most severe damage, however, occurred with the onset of the full-scale war following Russia’s invasion of Ukraine in February 2022, as the shelterbelts provide cover for troops and military vehicles, making them targets of heavy shelling and bombing. Many have been destroyed, while others have suffered varying degrees of damage from shelling, bombing, fires, and the construction of fortifications from wood sourced from the shelterbelts. Severe pollution from spilt fuel, remnants of weaponry and vehicles, and unexploded ordnance further harm these ecosystems.

Our project aims to document, together with our Ukrainian partner institutions, the shelterbelts across six regions of south-eastern Ukraine (Kharkiv, Donetsk, Dnipropetrovsk, Luhansk, Zaporizhzhia, and Kherson) and to understand how the ongoing conflict has affected them. Because fieldwork is limited in many of these areas, we will rely mainly on medium- and high-resolution satellite imagery, which provides up-to-date coverage over large areas. Using this information, we will outline practical approaches for restoring damaged shelterbelts.

Activities:

• Map shelterbelts and assess their condition before the war, creating a clear picture of their spatial extent, distribution, and condition;
• Explore what shelterbelts do for the landscape, including how they help nearby crops and how they connect natural habitats;
• Measure how the war affected shelterbelts and their functions;
• Outline options for restoring destroyed and damaged shelterbelts in ways that support both farming and nature.

Outputs:

• At least two articles in open-access scientific journals
• All resulting data are published in online repositories for free viewing and download
• Interactive storymaps that demonstrate the extent, degree, and kind of damage to shelterbelts
• A policy brief for Ukrainian policymakers and stakeholders in English and Ukrainian, outlining our main results
• Dissemination of results in social networks and local media.
• Several online and offline workshops together with Ukrainian stakeholders
• Training and capacity building activities in satellite remote sensing

Zusammenfassung

Bewertung der Kriegsschäden an Windschutzstreifen im Südosten der Ukraine und Entwicklung einer Strategie zur deren Wiederherstellung

Die Ukraine ist ein weltweit bedeutender Agrarproduzent und -exporteur. Ein wesentlicher Teil der landwirtschaftlichen Produktion der Ukraine liegt im Südosten des Landes, wo die Landflächen aufgrund des halbtrockenen Klimas anfällig für schwere Dürren sowie für Wind- und Wassererosion sind. Während der Sowjetzeit wurde in der Region ein ausgedehntes Netz aus Baumreihen als Windschutz angelegt, hauptsächlich, um die Felder vor Winderosion zu schützen. Darüber hinaus erfüllen sie weitere Ökosystemfunktionen wie z.B. die Verringerung des Wasserverlusts durch Verdunstung, die Beherbergung von Bestäubern, die Filterung des Wassers und die Verringerung der Luftverschmutzung.

Nach dem Zusammenbruch der Sowjetunion verfielen viele Windschutzstreifen aufgrund mangelnder Pflege, illegaler Abholzung und häufiger Brände. Die schwersten Schäden entstanden jedoch nach der Vollinvasion Russlands in die Ukraine im Februar 2022, da die Windschutzstreifen Truppen und Militärfahrzeugen Deckung bieten und sie somit zu Zielen schwerer Beschießungen und Bombardierungen wurden. Viele wurden zerstört oder durch Beschuss, Bombardierungen, Brände und den Bau von Befestigungsanlagen aus Holz aus den Windschutzstreifen unterschiedlich stark beschädigt. Verschmutzungen durch ausgelaufenen Treibstoff, Waffen- und Fahrzeugreste sowie nicht explodierte Kampfmittel beeinträchtigen diese Ökosysteme zusätzlich.

Unser Projekt zielt darauf ab, gemeinsam mit unseren Partnerinstitutionen aus der Ukraine die Windschutzstreifen in sechs Regionen der Südostukraine (Charkiw, Donezk, Dnipropetrowsk, Luhansk, Saporischschja und Cherson) zu dokumentieren und zu verstehen, wie sich der anhaltende Konflikt auf diese Regionen ausgewirkt hat. Da die Feldarbeit in vielen dieser Gebiete nur eingeschränkt möglich ist, stützen wir uns hauptsächlich auf mittel- und hochauflösende Satellitenbilder, die die Abdeckung großer Gebiete auch zu Kriegszeiten ermöglichen. Anhand dieser Informationen werden wir praktische Ansätze zur Wiederherstellung beschädigter Windschutzstreifen skizzieren.

Aktivitäten:

• Wir werden die Windschutzstreifen kartieren und ihren Zustand vor dem Krieg bewerten, um ein klares Bild ihrer räumlichen Ausdehnung, ihrer Verteilung sowie ihres Zustands zu erhalten.
• Wir untersuchen, welchen Nutzen die Windschutzstreifen für die Landschaft haben, wie sie den Anbau von Nutzpflanzen in der Umgebung begünstigen und natürliche Lebensräume miteinander verbinden.
• Wir werden messen, wie sich der Krieg auf die Windschutzstreifen und deren Funktionen ausgewirkt hat.
• Wir werden Optionen zur Wiederherstellung zerstörter und beschädigter Windschutzstreifen entwickeln, die sowohl die Landwirtschaft als auch die Natur unterstützen.

Ergebnisse:

• Veröffentlichung von mindestens zwei Artikeln in wissenschaftlichen Zeitschriften mit freiem Zugang.
• Veröffentlichung aller Ergebnisse in Online-Repositorien zur kostenlosen Weiternutzung.
• Erstellen interaktiver Storymaps, die das Ausmaß, den Grad und die Art der Schäden an Windschutzstreifen veranschaulichen.
• Verfassen eines Policy Briefs in englischer und ukrainischer Sprache, in dem unsere Ergebnisse für Entscheidungsträger und Interessengruppen zusammengefasst werden.
• Verbreitung der Ergebnisse in sozialen Netzwerken und lokalen Medien.
• Mehrere Online- und Offline-Workshops zusammen mit ukrainischen Interessengruppen
• Schulungs- und Kapazitätsaufbauaktivitäten im Bereich der Satellitenfernerkundung