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正统五年，明英宗朱祁镇同意都御使罗亨信的提议，对宣府镇城进行了包砖处理。虽然当时战事已经有些紧迫，但是宣府镇城的城防却让人大为咋舌。城墙变得城土不坚，以至于一旦遇到下雨，就会下滑倾颓。守边的将士疲于修筑，十分不利于战时的防御。作为万全都司的所在地，历经永乐、宣德两朝大规模改制和建设的宣府镇城城防，居然一下雨就倾堕不可守！于是明英宗下令对城墙进行包砖和加厚、加固，并添加军事设施，工期为正统五年四月至九月。
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修缮改建后的宣府城不可谓不宏伟：城墙厚度达到14米左右，拓址甃石三层，用砖砌至垛口；城墙高8米余，碟垛高2米余，镇城的四门外各环瓮城，瓮城外又筑墙作门，设吊桥，掘壕堑；又在城东筑重台，建高楼七间，高近15米；镇城周长12.3公里，且平均厚度超过了高度，稳固程度可想而知。主体城身为素土夯筑，夯层厚度在0.22米左右；内侧城体的外面加筑了宽1米左右的三合土表层；城体外侧为灰砖包砌，底部砌基石三层，高1米，基石以上砌砖直至垛口，包砖厚度在1—1.5米之间，砌法为“一顺一丁”。
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明朝建国七十余年，后来号称“九边重镇”的宣府镇城才进行包砖，宣府镇的其他城堡可想而知。可见宣府地区的发展是相当缓慢的。事实上，宣府镇的其他军堡，甚至整个北方边界的所有堡垒，建设和包砖基本都在土木堡之后，是在景泰时期到明朝灭亡的二百多年间逐渐完善的。当时宣府镇的建设正处于摸索阶段，而这一阶段的城防和军镇空间分布是“畸形”的，不完善的。
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当时除宣府镇是超大型城池外，其他边堡都是小型城堡。根据统计，万历年间，宣府全镇各城堡，周长二里左右的最多，有23座；四里以上的有15座；最小的黑石岭堡周长不足一里。城堡大小不一，集中体现了宣府镇城防和军事分布等的不足。
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明初宣府镇乃至整个北方边镇军堡和其他军事设施的建设存在这些问题，主要是由于明军在宣府地区对故元及鞑靼、瓦剌、兀良哈部的战争过于顺利。总体上，在宣府镇地区，从明太祖时期到正统时期，明军对蒙古部的军事行动都偏向于主动，并都取得了胜利。蒙古部虽然不时南犯，但基本都是以抢掠为目的的小规模骚扰，并没有对明帝国造成太大威胁。明朝统治者并不是预言者，自然想不到蒙古部会大规模入犯。以至于明朝中央政府只注重各个城堡的建设，却忽略了大小城堡和各个小城堡间的军事协作。
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总之，大城堡太大，小城堡太小，中间也没有墩台、关隘和边墙等军事纽扣连接，是当时宣府镇存在的一个很大的隐患。
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提到墩台和关隘，首先要说明一下宣府和大同两镇的地形。大同镇地形以平原居多，如果要经略北方边境，自然要修建大量墩台，用于防守和传递情报。宣府镇则相反，山川险境居多，平原较少，所以主要在山川险境地段修建关隘，或堵塞山路来达到阻击蒙古铁骑的目的。宣府镇的管辖范围达到一千三百余里，而根据《全边略记》的记载，在土木堡之战之前不久，宣府只有“边堡凡三十九处”。另外，明初的宣府、大同两镇总计墩台不过360多座，可通人马的关隘有44处。一直到正统年间，墩台数量依然没有较大程度的变化，宣府和大同的边防线加起来有二三千里。也就是说，当时宣府和大同这两个边防形势最严峻的重镇，每隔数十里甚至上百里才有一个墩台！《明实录》也记载，永乐年间明政府虽然在大同和北平附近修筑了墩台，但是数量并不多，墩台之间的距离也较远。比如为了防御蒙古人，在永乐八年元月，明成祖下令自北京至居庸关沿途修建烟墩，关内关外每三十里修建一个。其实每三十里设一个墩距离依然太远，因为根据明成化年间余子俊的建议，沿边墩台需要每一二里便设置一个。三年后的永乐十一年十月，山西边境上的墩台才全部修成。相比之下，宣府大规模修筑墩台的记载则不多，明政府在宣府的烟墩修筑工程大部分集中于靠近边境、地势险要的城堡。如永乐十二年在深井、李家庄、大箭口三处设立烟墩。宣镇烟墩最密集的地方当属独石口。正统十二年，“独石永宁等处墩台每因岁终积雪春暖融入土故，易坏。间有隔越甚远者，哨瞭不相及。请增置墩台。自龙门乱泉寺起，至龙门卫迤西，共一百四十六座，分军列守从之”。这是土木堡之战前，明朝在宣镇修筑墩台规模最大的一次。但这次修筑依然只针对一个要冲，纵深地区仍缺少墩台。
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另外，宣府镇关隘的质量也并不乐观。根据杨洪的奏疏，明初宣府镇关隘共一十四处，其中，西阳河、洗马林、张家口、新开堡、野狐岭关最为要害。这里的一十四并非总数，而是全部关隘中最险要、最具军事意义的十四处。这十四处关隘的修筑，决定着明帝国北方边防的安全。关于这十四个地方的武备情况，史籍上并无详细记载。但是我们可以拿明帝国从洪武二年便开始经营的紫荆关和其他一些普通关隘做参考。土木堡之战之前，“大同宣府各边隘口甚多，虽设置栅榨，挑掘壕堑，但恐贼人窥伺越过”，可见当时的北方关隘仅仅用木栅栏来进行守备防御。守备人数“多则百人，少三五十人”。几十个人守备，用木栅栏作为防御工事，这便是明初的关隘防御状况。虽然正统初年明朝曾增加守卫关隘人数，但并无多大改善。我们再来看一下紫荆关。当时紫荆关“城低壕浅，东西受敌，难以备御”。可以看出，从洪武年间就开始重点经营的紫荆关口，直到明朝建国七十多年后，居然仍是“城低壕浅”、难以守备的状态！而且根据“东西受敌”，我们可以知道，当时紫荆关东西两边一定还有没有堵死或设置守备的山路，蒙古人可以轻易袭击紫荆关。紫荆关尚且如此，那十四处关隘能有多大防御作用，就可想而知了。
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◎明代嘉峪关方形墩台遗迹（有部分修复）
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前面说了这么多，可能会有人提出疑问：明朝最出名的防御性建筑难道不是万里长城吗？有了万里长城还需要墩台和关隘吗？
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◎紫荆关
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这里首先要说明的是“长城”这个概念。《长城百科全书》中给长城下了如下定义：“长城（古时又称塞垣），由延绵伸展的一道或多道城墙，一重或多重关堡，以及各种战斗设施、生活设施、报警烽堠、道路网络等组成。是一条以城墙为基线，以关隘为支撑点，纵深梯次相贯，点线结合的巨型军事工程体系。”
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可以看出，长城的定义和大多数人所认为的并不一样。大多数人所说的“长城”，其实就是明代为防止北方蒙古部南下而修筑的边墙。《明实录》中，从洪武元年至正统末年，有记载的边墙修筑竟然只有一次。那是在永乐十年八月七日，明成祖敕边将于长安岭、野狐岭及兴和、迤西至洗马林等险要地区修筑石垣和壕堑，以抵御蒙古人的入侵。很明显，当时明朝对于边墙的修筑并不热心。七十年的时间里，只有明成祖时期小规模地修建过一次边墙。修筑的边墙长度为“万全右卫镇口墩起至平夷墩止垣二十五里，膳房堡野狐岭二墩起至野狐西一墩止一十八里，新河口水沟墩起至平虏西墩止垣二十六里，洗马林镇安墩起至平虏西墩止四十五里”。
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要注意，这是嘉靖中期明朝大规模修筑北方边镇塞垣后的数据。可以得出一个结论：土木堡之战前，明朝在宣府镇修筑的边墙长度只有一百余里。要知道宣府地区的边墙修筑完成以后，总长度达到了一千八百六十五余里，折算为今天的单位大概有940公里。也就是说，土木堡之战前，明朝的边墙长度仅为嘉靖时期的十八分之一，而且这些边墙还是断断续续的塞垣。
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连当时的人都感觉这样的边墙有还不如没有。正统元年，总兵官谭广甚至上疏请求改筑边墙为筑墩。给事中朱纯还请求修筑塞垣，然而谭广并不同意，他认为自龙门至独石及黑峪口的五百五十余里，地形十分险要，工作甚难，需要花费大量人力财力，不如增加墩台以备战守。最终的结果是，明朝仅增加了赤城等地的烟墩二十二座。
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综合起来可以看出，在土木堡之战前，明朝根本没有连成一体、长度可观的边墙。同时，由于疏于修建，当时构成长城军事体系的墩台、关隘和边墙无法有效互补。宣府镇就在这种基本无有效墩台、基本无坚固关隘、基本无一体边墙的“三无”状态下迎来了土木堡之战的巨变。
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◎明代烽火台遗迹
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当然，公平地讲，明朝政府后来确实认识到了蒙古势力崛起、明军战力水平降低等一系列问题，开始重新考虑边境的建设，并对军事体系进行了改善。以当时宣府的防御体系对抗“小规模的游骑抢劫”是毫无问题的。毕竟从明初到正统年间的七十多年里，宣府镇虽然地理位置十分重要，但是相对西边的大同和东边的辽东来说，军事压力最小，也从没有遭到过蒙古部大规模的入侵和毁灭性的威胁。以宣府当时的军事单位和武备，完全能够在未来的一段时间里满足军事需要。而为了还没出现的军事威胁，长期花费高昂的费用来修建并不需要的关隘、墩台、边墙，显然是没有必要的。
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总体来说，宣府的军事体制和防御建筑是符合当时的边境形势的。比如前面所说的正统初年独石口一百余墩台，就是基于兀良哈部对独石口的长期袭扰而有针对性地修筑的。宣府镇的其他地区当时受到的威胁并不严重，所以就只是象征性地（也可以说是例行公事地）修建了少量墩台。
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可以说，明帝国对这些军事体系的建设，建立于蒙古部族对宣府的袭扰仅仅只是“游骑”的基础之上。以当时蒙古部袭扰的“常例”来看，明朝的任何一个关隘、墩台、城堡，都完全有能力对付。但是这种治安性的防御布置根本无法抵御大规模的骑兵入侵。这种防御布置仅仅依赖于一个或两个大坚城，而忽视了坚城和小城堡的互动与军事联系。如果缺少墩台、关隘和边墙这些纽带，一旦有警，在大多数情况下，大小城堡就只能各自为战。大城太大，小城又太小，之间几乎没有有效可靠的纽带作为输入点。如果说在“游骑常规性的袭扰”中尚能自卫的话，一旦遇到大规模入犯，缺乏军事互动的大小城堡就无法做到强有力的抵抗，最终难逃被击破的命运。综上所述，宣府虽然号称统一的边镇，但是大小城堡之间并没有形成一个统一的、完善的军镇体系。
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