雪水这一资源｜积雪如何支撑春季农业用水，以及暖冬少雪带来的影响

什么是雪水——作为“天然水坝”的积雪

雪水（融雪水）是指冬季堆积在地表的雪，在春季气温上升时融化，流经地表或渗入地下而产生的水。说出来似乎理所当然，但从水资源的角度看，雪的价值不在于“量”，而在于“改变时间分布的能力”。若忽略这一点，就看不清少雪究竟糟糕在哪里。

雪不增加水，它让水“迟到”

设想同样数量的降水，以雨的形式落下与以雪的形式落下有何不同。若是雨，从落下那天起数日之内就会顺河而下、流入大海。若是雪，这些水会以固态滞留在山坡上，直到春季气温回升才会移动。12月降下的水，要到4月或5月才首次出现在河中。这数月之久的“时间差”，正是雪作为自然基础设施的本质。

人类试图用混凝土水坝完成的事情——在降水多的时期蓄水、在需要的时期放水——山地积雪不耗能源、不花建设费便完成了。而且积雪薄薄地分布在整个流域，不会把水集中于一处，而是从无数山沟缓缓供给。这是面状储蓄，而非点状储蓄。这种分散性还让溪流水温保持低位、让泉水稳定，进而调整生态系统的节律。

积雪水量（SWE）——用“水的深度”衡量雪

谈论雪量时，天气预报里最常见的是“积雪深度”。但若从水资源角度看，仅有深度并不够：蓬松新雪1米与压实的春雪1米，所含水量截然不同。因此需要积雪水量（SWE：Snow Water Equivalent）这一指标，表示“若把这些雪全部融化，相当于多少毫米的水”。

例如密度100千克/立方米的新雪堆积1米，SWE为100毫米；若压实到400千克/立方米的春雪，同样1米的SWE则为400毫米。整个冬季，雪会因自重与融化—再冻结而压密，密度不断上升。也就是说，“积雪深度在减少”与“作为水资源的雪在减少”未必是同一回事。只有同时观察两者，才能知道山上究竟储存了多少水。

在日本的用水结构中，雪水作用于何处

根据日本国土交通省编制的《日本水资源现况》，2019年（令和元年）全国用水量为：农业用水约533亿立方米/年，城市用水（生活用水＋工业用水）约252亿立方米/年，合计约785亿立方米/年。占绝对多数的是农业用水，约占整体的七成。而农业用水并非全年均匀使用：从春季到初夏需求骤增，冬季几乎不用，季节性极强。

这种“集中于春季的需求”，与积雪“在春季释放的储量”，在日本的雪国里精妙地咬合在一起。这并非偶然，而是水田农业的形态依地形与气候而被选择的结果。雪水在日本用水的背后，默默承担着让供需时机对上的角色。

从山地到稻田——雪水行经的路径

了解山上的雪如何抵达平原的稻田，就能看清少雪时瓶颈出现在哪里。雪水之旅大致分为“融化”“汇集”“调节”“配水”四个阶段。

第一阶段：在山上融化——融雪出水期的开始

春天，日照增强、气温上升，积雪表面开始融化。但融出的水并不会立刻流走。最初融出的水会被吸入雪内部的孔隙，夜间再次冻结，白天又融化，如此往复。当整层雪被水饱和、再也无法保持时，水才开始从底部渗出并沿坡流下。这一转变被称为“融雪出水期的到来”，雪国的河流常在此时迎来全年流量峰值。

决定融雪速度的不只是气温。日照、风、湿度，尤其是降雨影响巨大。当温暖的雨落在残雪上，除了雨水本身的水量，雨所携带的热量还会迅速融雪，短时间内产生大量水。这正是融雪洪水的典型触发因素。日本农林水产省每年都会发布面向融雪出水期的预防减灾信息，原因也在于此。

第二阶段：汇入山沟——缓慢涌出的价值

流出坡面的水汇入无数山沟，形成溪流。此处关键在于积雪分布于整个流域的意义。若雪只集中在山中一点，融化时会一次性流光，之后便什么也不剩。实际上，因海拔、坡向与林木有无的差异，各处融雪时机彼此错开，因此在整个流域范围内，水会持续涌出数周乃至数月。北向坡与谷底的残雪能留到五月、六月，是熬过初夏枯水期的最后水源。

森林的存在也会改变融雪的方式。树冠遮挡日照，林内的雪比空旷处融化得晚；落叶阔叶林在冬末春初可透入阳光，时机又有不同。这种因地而异的多样性，结果上有助于流量的平准化。再加上森林土壤保水、延缓径流的作用，可以说雪与森林共同决定了流域出水的方式。

第三阶段：由水库调节——自然储蓄与人工储蓄

进入河川的水，在许多流域会进入水库。雪国的水库承担着蓄存融雪期来水以备夏季干旱的角色，形成从“山雪”这第一座水坝，到“混凝土水坝”这第二座水坝的接力。水库管理者依据融雪出水预测，判断是为防洪提前降低水位，还是为抗旱抬高水位。而这一判断的前提，正是当年的积雪水量。

少雪的第一记打击就在这里。山上雪少，流入水库的水本身就减少，水库来不及蓄满就要迎接夏天。水库是“蓄水并分配”的装置，而非“制造水”的装置，上游没有雪便无计可施。另外，水库还会拦截泥沙，这一副作用甚至波及海岸的沙量供给（详见水库与海岸侵蚀的关系）。

第四阶段：变为地下水——冲积扇看不见的蓄水池

并非所有雪水都在河中流动。在山地进入平原的冲积扇处，大量的水从河床渗入地下，成为潜流与地下水。这些地下水历经数月至数年缓慢移动，在平原各处以泉水的形式重现。富山、新潟、山形、长野等雪国的名水之地，以及山葵田与酒藏集中于冲积扇涌泉带，绝非偶然。

日本国立环境研究所气候变化适应信息平台刊载的中部地区调查（由日本气象协会实施，以黑部川、神通川流域为对象）显示，在未来气候情景下，地下渗透量的季节分配可能改变：11月至4月的渗透量比现在增加，5月至6月则比现在减少。冬季以雨的形式降下的水提前渗入，而最需要供给的初夏反而变少——这一构图说明，地下水同样是时机比总量更成问题。

日本的稻作由雪支撑

日本水田农业与雪水的关系，不仅是“有水”这么简单，更在于季节时机的一致。下面来看具体情况。

水田灌溉用水约占农业用水的94%

据日本农林水产省资料，日本农业用水中约94%为水田灌溉用水。虽然也有旱地灌溉用水与畜牧用水，但占绝大多数的仍是灌入稻田的水。而水田用水需求有明确的高峰：插秧前平整土地以保水的“耙田”时期，以及插秧后的返青期。这段时间里，稻田需要大量的水。

耙田与插秧的时期因地区与品种而异，但在雪国大致落在春季至初夏，恰与融雪出水的高峰重合。雪水是写在日本稻作日历第一页上的前提条件。反过来说，若融雪提前、水先流走，这个前提便会崩塌。

冷水这一品质的价值

雪水支撑的不只是水量。水温这一“品质”同样重要。雪水寒冷、浊度低、溶解氧丰富。山葵栽培需要全年水温稳定的冷泉；酒米产地与酒藏多集中于雪国，也与优质酿造用水密不可分。山女鱼、岩鱼等冷水性溪流鱼，以及鲑鳟稚鱼成长的环境，同样有赖于雪水维持的低温河川。

不过，水太冷也会妨碍水稻生长（冷水害）。因此雪国的渠道自古便设有提升水温的巧思：让水路迂回，或先经过温水池塘。与雪水相处，从来不只是引水，还包含调温的技术。

雪养育的东西——米、酒、山菜，以及雪窖里的食物

雪国的饮食文化同时由雪水与雪本身支撑。豪雪地带的米之所以受到好评，既因雪水丰沛，也因积雪的重量抑制虫害与杂草、昼夜温差大等多重因素。春天的山菜在积雪刚融的坡地上一齐萌发，其风味由“在雪下等待的时间”塑造。

此外还有把雪本身用于保存的雪窖（雪室）技术：将冬雪填入贮藏库，用其冷气以低温高湿保存米、酒、蔬菜与肉类。据日本政策投资银行新潟分行2021年的报告，新潟县内利用冰雪的设施约有40处，仅南鱼沼市就有12栋雪窖在运行。在雪窖中静置的食材据称熟成更充分、口感更醇和，被作为高附加值商品推广。

世界的“水塔”——支撑19亿人的山地冰雪

山地积雪支撑下游，并非日本独有的格局。在世界的干旱与半干旱地区，这种依赖程度远高于日本，文明本身就建立在山地冰雪之上。

为78个山地水系排序的研究

2019年，乌得勒支大学的W. W. 因梅泽尔等组成的国际研究团队在学术期刊Nature上发表了题为《世界水塔的重要性与脆弱性》的论文。研究以通过冰川、积雪、湖泊与河川储存并供给水的78个山地水系为对象，首次系统评估了它们对下游地区的重要程度，以及面对气候与社会经济变化的脆弱性。

研究显示，这些山地水系为全球19亿人——约占世界人口的四分之一——提供用水。其中约3亿人居住在山地地区本身，约16亿人居住在下游。研究团队得出了令人忧虑的结论：最重要的水塔，同时也是最脆弱的水塔。亚洲的印度河流域在重要性与脆弱性两方面都名列前茅。

美国西部——流入水库的水中三分之二以上来自雪

研究最为深入的是美国西部。该地区的地表水大部分源自山地降雪，流入水库的水中三分之二以上来自积雪。约4000万人以及全美最具生产力的农业地带之一，至少部分依赖融雪形成的河川流量。加利福尼亚的中央谷地、科罗拉多河流域的灌溉农业，源头都是内华达山脉与落基山脉的雪。

在那里，人们把山地积雪比作“天然的滴灌装置”：把水存在高处，随着夏季需求上升一点点放下来。结构与日本雪国相同，但因气候干旱，没有替代水源。正因如此，雪的减少直接引发被称为“水战争”的严峻分配问题。

在冬天融化——一个新的问题

2021年发表于Nature Climate Change的研究（美国科罗拉多大学博尔德分校的K. N. 马塞尔曼等）指出了此前被忽视的变化。团队分析北美西部的观测站点后发现，34%的站点呈现冬季融雪增加的趋势，约为积雪水量本身呈减少趋势的站点比例（11%）的三倍。

也就是说，即便雪的总量尚未明显减少的地方，在隆冬温暖的日子里也已经开始一点点提前漏走。冬天融掉的水，到春季需求期就不复存在了。只盯着总量这一宏观指标，就会漏看这一变化。日本雪国在暖冬年份也常有“雪下得不少，可春天的水却不如预期”的说法，很可能正是同一机制。

最重要的水塔同时也是最脆弱的水塔，气候与社会经济变化将对它们产生深远影响。

― Immerzeel, W.W. et al. (2019) Importance and vulnerability of the world's water towers, Nature（摘要要点概括）

观测显示的变化——日本的雪如何在减少

下面以日本气象厅的数据为中心，看看日本实际观测到了怎样的变化。不谈感觉，只看统计上能说什么。

年最深积雪的长期减少

气象厅对日本海一侧多个观测站点的年最深积雪（该冬季最深的积雪）进行长期变化监测。对1962年（昭和37年）开始统计以来的数据进行分析可知，日本海一侧的年最深积雪呈现减少趋势。东京管区气象台汇总的北陆地方资料明确写道，东日本日本海一侧7个站点的年最深积雪“呈现减少趋势（在95%以上置信水平上具有统计显著性）”。

更值得注意的是，大雪的频率本身也在减少。同一资料指出，东日本日本海一侧7个站点日降雪量20厘米以上的年间日数正在减少（在99%以上置信水平上具有统计显著性）。关于北海道，札幌管区气象台的资料显示，日本海一侧的年最深积雪以每10年约3.9%的速度减少。雪国“不像从前那样下雪了”的切身感受，也得到了统计的支持。

2020年冬季——纪录被改写的一年

象征这一变化的是2019年12月至2020年2月的冬季。根据气象厅2020年4月14日公布的异常气象分析研讨会分析结果，该冬季日本冬季平均气温距平为+1.66℃，刷新了1898年（明治31年）开始统计以来的最高纪录。

降雪量更为惊人。北日本日本海一侧为常年的44%，东日本日本海一侧仅为常年的7%，双双刷新1962年开始统计以来的最少纪录。不足常年一成的数字，已非“少雪”一词所能形容。长野县饭田自1960/61年冬季开始统计以来，首次出现降雪量不足1厘米的情况。

气象厅将这次创纪录暖冬的成因归结为：高空西风带在日本附近持续向北蜿蜒；1月以后正位相北极涛动占优，使流入日本附近的冷空气偏弱。同时指出，背景还包括伴随全球变暖的全球性气温上升趋势仍在持续。个别冬季的天候受大气环流的偶然性左右，但这一偶然性的底盘——平均气温——正在被推高。

未来预测——比总量更关键的提前20天

未来会怎样？刊载于日本国立环境研究所气候变化适应信息平台的地区适应联合体事业中部地区调查（由日本气象协会实施，2017—2019年度，以黑部川、神通川流域为对象，由富山县立大学手计太一副教授担任顾问），使用多个气候模式（MIROC5、MRI-CGCM3）与排放情景（RCP2.6、RCP8.5）进行了推算。

结果显示，在高排放的RCP8.5情景下，21世纪末除积雪水量可能减少外，融雪时期还可能提前约20天。从农业日历来看，20天是决定性的差距。若在耙田准备就绪之前山上的水就已流尽，那么即使年降水总量不变，也会出现需要时没有水的局面。

少雪带来的影响——农业、地下水、洪水与地区

积雪减少与融雪提前，不能用“水变少了”一句话概括。影响分为多条路径，其中一部分甚至与直觉相反。下面逐一来看。

①春季缺水与夏季干旱风险

这是最直接的影响。融雪若早早结束，耙田与插秧期河中流动的水就会减少。水库水位也来不及抬升就迎来夏天，因此在梅雨降水偏少的年份，夏季干旱风险会大幅上升。一旦对取水加以限制，就需要采取轮流配水的调整方式。

受困的不只是农业。以水库或河川为自来水水源的地区，可能发展为生活用水的限量供应。水力发电的发电量也高度依赖融雪期的流量。山上雪少这一冬季事件，会一路波及夏季的生活——这种时间差的连锁，正是雪水这一资源的特征。

②对地下水的负荷——融雪管这把双刃剑

雪国的道路广泛使用融雪管（消雪管）：通过埋设在路面的管道，把水井抽取的地下水洒到路面上融雪。地下水即使在冬季也约有13℃，因此不必烧燃料即可处理积雪。该装置于1961年（昭和36年）由新潟县长冈市的今井与三郎实现，他是浪花屋制果的创始人，同时也是长冈市议会议员。1963年1月30日长冈市录得观测史上最高的3米18厘米积雪时，唯独铺设了融雪管的3.7公里路段仍露出沥青路面，其效果由此广为人知。

然而随着普及也产生了问题，即过度抽取地下水导致的地面沉降。地下水位下降会使黏土层收缩，地表随之下沉。据新潟县介绍，长冈地区是全国最早铺设融雪管的地区，如今融雪用地下水的使用量仍然很大，因此该市制定了地下水保全条例，推进合理利用。上越地区同样把冬季融雪用地下水利用视为地面沉降的主要成因。

少雪如何与此关联，则并不简单。少雪年份融雪管运行减少，对地下水的负荷会下降。但若在连续少雪之后突然遭遇大雪，地下水位尚未恢复便集中运行，水井枯竭的风险就会升高。平均在减少、偶尔却极多——这一波动幅度本身，正在让地下水管理变得困难。

③反方向的风险——融雪洪水与雪崩

雪少了，灾害就会减少——并不能这么说。融雪期特有的风险，反而可能因气温上升而更难应对。代表就是融雪洪水：当大量温暖的雨落在残雪上，除雨水本身外，雨携带的热量还会迅速融雪，短时间内形成大规模出水。在信浓川等雪国大河，融雪出水期的流量管理自古就是治水的核心课题。

此外，气温上升使冬季反复出现融化与再冻结，积雪内部更易形成薄弱层，全层雪崩的风险随之改变。日本农林水产省每年发布面向融雪出水期的预防减灾信息，正是因为这一时期集中出现农地坡面崩塌、农业蓄水池与渠道受损、地滑等灾害。少雪趋势与灾害风险增大，是可以并存的。

④对地区经济与生活的波及

少雪直接冲击滑雪场的营业天数，也影响雪祭等冬季旅游。除雪费用固然会减少，但对以雪为前提构建起来的地区经济而言仍是打击。另一方面，雪量波动加大还会使除雪体系本身难以维持：若少雪年份持续，保有除雪机械与操作人员的企业减少，一旦遭遇大雪，应对能力便会不足。

用水同样如此。以丰沛雪水为前提设计的渠道网与水利惯例，在供给变细时会抛出谁该让出多少的调整难题。用水分配建立在法律制度与地方共识的层层积累之上，改变需要时间。水的制度能否跟上气候变化的速度——这正成为雪国水管理的核心课题。

雪水与海洋——顺流而下的水造就沿海的春天

至此谈的都是陆地，但雪水之旅的终点是海洋。而对海洋而言，融雪期也是特别的季节。雪的变化，同样悄悄传递到沿海生态系统。

融雪期送达海洋的春季集中投递

融雪期河川流量达到全年峰值。此时河流搬运的不只是水。积存于山地土壤中的氮、磷等营养盐，落叶分解生成的溶解有机物，以及铁等微量元素，连同整个冬季积累的部分一并被推向沿海。对生物而言，这就像春天送到的集中投递。

在河口周边，淡水会薄薄地铺在海水之上，形成低盐分水层。该层密度较轻，能稳定停留在表层，让浮游植物充分接受日照。当营养盐、光照与稳定水柱同时具备，浮游植物便会爆发式增殖，形成春季藻华（spring bloom）。北海道日本海一侧的研究报告称，在融雪期的低盐分环境中，耐盐分波动能力较强的硅藻类会占据优势并利用营养盐。

多了少了都麻烦——营养盐的平衡

不过，营养盐并非越多越好。若流域负荷过大，会引发富营养化，成为赤潮与贫氧水团的成因。反过来，近年在濑户内海等地也在讨论营养盐减少过多导致的贫营养化，与紫菜褪色、渔获量下降相关联。海洋的生产力，要靠适量的营养盐在恰当的季节以恰当的形式送达才能成立。关于流域营养盐的流动方式，详见氮与磷从哪里进入海洋。

融雪时机提前，意味着这个恰当的季节发生偏移。若浮游植物的增殖期与摄食它们的浮游动物、再与捕食后者的鱼类产卵及稚鱼期彼此错开，食物网的齿轮就可能咬合不上（即所谓匹配—错配的观点）。海水温度上升本身已在推动鱼类分布移动（鱼类分布北移），与陆地来水节律的变化叠加后，沿海会发生什么并不能简单预测。

把森林、河川与海洋连成一条线

正如“森林是海洋的恋人”这句话所示，把流域视为一个整体的思路在日本由来已久。雪水最直观地体现了这种整体性：落在山上的雪，穿过森林土壤，顺河而下，滋润稻田，化为地下水，最终注入海洋养育鱼类。这条线在任何一处断掉，下游都会受影响。

以海洋为主题的媒体谈论雪，看似绕远。但海洋的丰饶，始于山上的一粒雪。若把雪的减少切割为雪国的问题，这条线就看不见了。地球上的水，是贯通大气、陆地与海洋循环的同一个系统，而雪在这一循环中承担着储存时间这一不可替代的角色。

从克雪到利雪——与雪相处的技术现状

雪国的历史长期是“克雪”的历史——如何战胜雪：除雪、融雪、耐雪住宅。但近年来，把雪当作资源积极使用的“利雪”，以及与雪共处的“亲雪”思路正在扩散。正因为雪在减少，这一转变才更有意义。

雪的冷能——雪窖与雪冷气

利用冰雪冷能的设施大致分为冷藏物品的雪冷藏（雪窖）与冷却空气的雪冷气两类。原理很简单：冬季把大量的雪填入贮藏库并加以隔热，保存到夏天，再利用其冷气与融水的冷能。因几乎不用电力，可大幅削减制冷与冷藏所需的能源。

据日本政策投资银行新潟分行2021年的报告，新潟县的冰雪利用设施数量仅次于北海道，县内约有40处。南鱼沼市有12栋雪窖在运行，用于贮藏酒、米、蔬菜与肉类。据称在雪窖中静置可促进熟成、使风味更醇和，并被用于高附加值化：品牌“越后雪室屋”截至2022年10月1日有20家企业加盟。北海道自1987年以来也陆续建设了热管系统、冰屋、苗木低温贮藏库等多种冰雪利用设施。

雪冷能的有趣之处在于反转：原本碍事的雪，直接变成了商品价值。把本该丢弃的雪贮存起来使用，处理成本便转化为收益。其弱点是少雪年份连可贮存的雪都不够，因此跨年度贮雪以及与其他可再生能源的组合正在被探讨。

节水型融雪与守护地下水的机制

针对融雪管的地下水问题，技术与制度两方面的对策都在推进。技术上，已引入回收再利用喷洒水的循环式，以及只在必要地点与时段减少喷水量的节水型融雪管。使用河川水、污水处理水、地热、工厂余热等其他热源的无喷洒融雪，也是可选方案。

制度上，如新潟县长冈市的地下水保全条例，地方政府得以掌握地下水的取水量并促进合理利用。上越市也持续开展观测与宣传作为地面沉降对策。地下水看不见，因此把谁用了多少可视化，正是管理的第一步。

测量积雪的技术升级

要把雪作为水资源来管理，就必须准确掌握山上储存了多少水。过去以站点观测为主，近年则推进了人造卫星对积雪面积的把握、飞机与无人机的激光测量、山区自动观测装置的布设，以及结合气象模式对积雪水量进行面状估算。

这些信息直接关系到水库的调度计划与用水分配决策。若能高精度预测融雪出水的量与时机，就能更明智地处理为防洪提前降低水位还是为抗旱蓄水的取舍。气候改变、过往经验法则愈发失效之际，基于观测与预测的运行（数据驱动的水管理）价值只会更高。

未来的水资源设计，以及我们能做的事

围绕雪水的变化，不会立刻带来剧烈的崩溃。但它确实意味着，一直以来无偿提供的自然服务正在缓慢缩水。最后，来梳理该思考什么、能做什么。

把山上的雪计入水利基础设施

在水资源规划的讨论中，人们往往以水库库容、取水量等人工设施为中心。但实际上，山地积雪这一无偿的基础设施，在这之前就完成了庞大的工作。若这一基础设施的容量正在减少，其意义与水库库容在减少完全相同。首先把它作为资产的缩水正视并计入，才是出发点。

在此基础上考虑选项：增加人工储蓄（既有水库加高、淤积对策、地下水人工回灌）、减少需求（渠道防漏、节水灌溉、调整品种与作期）、扩大调剂（跨流域调水、事先就干旱时的分配规则达成共识）。每一项都有利有弊，成本与达成共识的难度都不小。但以雪会减少为前提重新设计这一发想本身，已无法回避。

以流域整体来思考——重新连接上游与下游

水的问题，也是上游与下游、山与海、农村与城市之间关系的问题。打理水源林的是山区的人们，享受其恩惠的却是下游的城市居民。维护渠道的是农户，而这张渠网同时具有缓解洪水、提供生物栖息地的功能，是整个地区的资产。

为填补这种不对称，已有多种机制在运作：企业参与水源林保育、面向水源地区的补助金、以流域为单位的协议会、通过故乡纳税提供支持等。完善的机制尚未形成，但共享“水是靠上游某个人的付出才送达的”这一认知，是一切制度设计的前提。

个人能做的五件实在的事

个人能做的事看似渺小，但水的问题最大的障碍恰恰是不为人知，因此了解本身就有价值。以下是从今天就能开始的具体行动。

最后再补一点。关于雪的话题往往只被当作危机来讲，但那样只传达了一半。清晨新雪的静谧、融雪的声音、雪下探出的山菜、在雪窖中静置过的酒的醇和——这些无疑都是地球备下的礼物。先去喜欢上你想守护的对象。没有这份心情，繁琐的制度设计与漫长的共识形成都无法持续。