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于是，李宗仁任命王铭章为第四十一军前方总指挥，统一指挥第一二二、第一二四师，一定守住藤县。
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王铭章接到作战命令，立即进行作战部署。根据敌我情况与藤县地形条件，他命令第三六四旅的张宣武团进驻藤县以北的北沙河，防守第二道防线；第三六六旅的王文振团进驻藤县东北的平邑城前，以掩护第四十五军阵地的右侧背，并防备临沂方向的日军第五师团的侧击。
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3月14日，日军第十师团在航空兵的掩护下向藤县外围的第四十五军的第一线阵地实施全线攻击。一日激战，界河一线的守军正面阵地屹然未动。
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15日晨，日军继续猛攻界河第四十五军阵地又遭失败。同日，另一股日军约3000人由济宁东南的石墙出动，向王铭章指挥的第一二四师第三七〇旅进攻，该旅伤亡惨重。
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王铭章担心敌人由深井向藤县左后方迂回包围，急调在藤县担任城防的第三七二旅增援第三七〇旅。日军进攻时一拨一拨的，几十个人一堆地进攻。在武士道精神的灌输下，日军打仗是很猛烈的。然而，王铭章命令第三七〇旅官兵，后撤一步者，军法处置！
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川军开赴前线
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日军冲在前面的是他们的敢死队，这群人玩命地冲杀。但是，中国军队的官兵杀红眼了，身上绑着数枚手榴弹冲到敌人群里，然后拉响手榴弹，与敌人同归于尽。后面从战场下来的老兵说：“我们这样打，也是无奈。因为我们都知道拼刺刀拼不过，这样打最占便宜。”
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经过激烈的战斗，终于稳定了防线。15日中午，王铭章为防敌人乘隙渗入藤县左侧，命令在北沙河的第七二七团抽出一营兵力，到藤县西北的洪町、高庙布防。
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15日下午，日军集中了上万名兵力，由龙山以东向藤县方向右翼迂回。下午5时许，其先头部队已分别进至膝县东北十余里的冯河、龙阳店一带。日军企图撇开正面阵地，直接攻击藤县县城，迫使中国军队的正面阵地不战自弃。
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此时，藤县城关仅有第一二二、第一二四、第一二七师的3个师部和第三六四旅旅部，每个师部只有一个警卫连、一个通信连和一个卫生队。此外，还有藤县县长周同率领的警察和保安队四、五百人，形势十分危急。而第四十一军和第四十五军的大部分兵力均胶着于第一线，只有在平邑方向的第一二二师的王文振团作为预备队还在待命。于是，王铭章急令该团火速回援，但该团远在百里之外，缓不济急，且难保途中不被敌阻拦。王铭章为确保万一，又向集团军总部请求援兵。第二十二集团军司令孙震将军手中只有一支机动部队，这就是第四十一军的直属特务营。接到王铭章的电话，孙震二话没说，只留一个手枪连担任总部的警卫，令营长刘止戎率3个步兵连夜乘火车开赴藤县。
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紧接着，王铭章又命令第三六四旅的张宣武团长，从北沙河阵地抽出一个营，跑步回救。截止15日夜，藤县城关的战斗部队，共为1个团部，3个营部，10个步兵连和1个迫击炮连，另有师、旅部的4个警卫连，还有临时来城领运弹药的第一二四师的1个步兵连。加上警察和保安队，合计3000人。
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对于敌强己弱的形势，王铭章心中十分清楚，但他抱定以死报国之心，作战间隙时，他对部下说：“以川军薄弱的兵力和破败的武器，担当了津浦线上保卫徐州的第一线的重大任务，力量已不够是不言而喻的。我们身为军人。牺牲原为天职，现在只有牺牲一切以完成任务，虽不剩一兵一卒，亦无怨尤。不如此则无以对国家，更不足以赎川军二十年内战之罪愆了！”
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16日黎明，日军开始向守备藤县东关的警戒部队进攻。8时许，敌军集中炮兵火力向藤县东关、城内和西关火车站射击。同时，敌军飞机十余架飞临藤县轰炸、扫射。
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王铭章冒着敌机轰炸，从西关前沿阵地跑步回到指挥部，他预感东郊之敌即将大举进攻，立即做出两个应变方案：一是死守孤城；二是出城机动作战。会后，王铭章立即向集团军总司令孙震报告，孙震答复说：“委员长来电话要我们死守藤县，等待汤恩伯集团前来解围，汤部的先头部队已到临城，其后续部队亦正陆续赶到。我当催促王廉仲军赶紧北上，你应确保藤县以待援军。你的指挥部应立即移到城内，以便亲自指挥守城，如兵力不够，可把城外所有的四十一军部队调回城内，固守待援！”
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王铭章下定了决心，昭告全城官兵：“决心死守藤城，我和大家一道，城存与存，城亡与亡。”他命令把南北城门堵死，东西城门暂留交通道路，也随时准备封闭。师部和直属部队也由西关移进城内。
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档案揭秘：改变世界格局的历史细节 [:1707492113]
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档案揭秘：改变世界格局的历史细节 日军发起6次猛攻，川军则越战越勇
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日军的进攻开始了。据第一二二师老兵何宏钧回忆：“日军坦克走前面，步兵在后面，步兵一个排一个排。我们当时是守城，就全靠手榴弹和大刀。”头天晚上，王铭章命令后勤运到前沿一车手榴弹，每个士兵一箱，拼命向敌人身上扔，直到扔完为止。
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王铭章的部队用成梱的手榴弹与敌人战斗。第一二二师老兵叶光文回忆道：“我们全靠这个手榴弹，短兵相接，我的武器就是手榴弹。我们有这个手榴弹，我们就不怕。敌人跟我们面对面了，他就是刺刀对着我们的心口，我也不惊慌，因为我的手榴弹拿到，我一急，环一拉，这个引爆绳一拉，我丢下去就与你同归于尽。当然，蚀本的生意我不得做，我死一个起码要换你三个以上，我才得干，我才值得死，我这个手榴弹才值得。”
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敌人的两次冲锋都被打退了。日军第十联队在1938年3月16日的战报记载了当时的战况：“第一大队第三中队前进到外城东门附近城下时，遭遇川军，一阵手榴弹战，一致陷入困境，不得不暂停攻势。”赤柴赶紧命令日军士兵，“要极力避免敌人用手榴弹顽强与我们决战”。
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双方都打疯了。日军一拨一拨地向前冲，中国军队就一梱一梱地将手榴弹往敌群中扔。后来，日军改变战术，间隔100米地一拨，隔100米又是一拨地向前冲。中国军队官兵还是一梱一梱手榴弹地扔，又把日军打退了。
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下午5时许，敌人发动了第6次攻势。在这次攻势中，敌人的步兵改用一次三个排，每排相距约百米，前后重叠形成梯形攻击法。日军当天战报这样记载：“面对当时所受到的顽强抵抗，赤柴才知道此番攻击藤县不是那么容易。”
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眼看久攻不下，1938年3月16日夜，日军第十联队调集12门150毫米口径重炮轰击藤县中国守军。很快，藤县的南门城墙被轰开了二三十米大的一个缺口。当时，中国军队在城墙后面挖了一个防空洞，里面有许多官兵在躲炮，等到敌人炮击后，再回到阵地上。然而，当城墙被打垮后，防空洞里的兵一下子全给埋在里面了。