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汉朝的道路系统和新土地的开发
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道路是政治与经济整合的工具，同时在为经济进一步发展而开发新地区以及移民边境时也是必不可少的。所有的经济行为几乎都会带来环境方面的后果，（修建）道路也会促进环境的变化，正如现在的亚马逊雨林所提醒我们的一样。在两千年前的中国，秦和汉不仅是帝国的缔造者，同时也是道路的修筑者。在统一全国之前，秦已经建立了广泛的道路系统，宣布建立帝国之后，秦始皇即下令修筑以首都咸阳为中心的通往全国各地的驰道：“（秦）为驰道于天下，东穷燕、齐，南极吴、楚，江湖之上，濒海之观毕至。道广五十步，三丈而树，厚筑其外，隐以金椎，树以青松。为驰道之丽至于此，使其后世曾不得邪径而托足焉。”[17]
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汉朝的皇帝延续了秦修建道路的计划，并将从首都辐射出去的主要道路从五条增加到七条。根据李约瑟的描述，令人印象最为深刻的是从首都向西南穿过秦岭到达“天府”四川盆地的道路。李约瑟形容此路的修建是“筑路英雄的真正考验”，从这条路的修筑难度来看，这种形容是非常贴切的。这条路修建的目的不仅是保证秦在这里的军事控制，同时也是为了获取这里丰富的农业和环境资源。[18]
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这些道路不仅将整个帝国联结在一起，同时也促进了它们所联通地区尤其是南部、西南部和西北部的农业发展。汉朝的工匠“始开西南夷，凿山通道千余里，以广巴、蜀”[19]；还有一条道路则进入了朝鲜半岛。虽然这些通往边疆地区的道路一开始是出于战略目的而修建的，但也起到了为中国人“开辟”新定居点和联系帝国其他地区的作用。林业产品从云南运出，沿着西江到达南海（广州），而东北南部、鸭绿江附近的平原地区也为中国人提供了定居和农耕的场所，随着道路的修建，越来越多的环境开始被人类所改变。
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总的来说，秦、汉两朝一共修筑了2万～2.5万英里的干道。这些干道大都有九车道那么宽：内道是专供帝王使用的，商人和其他人则使用外道。这些道路还是邮政系统的主干（驿道），几乎每2英里就有一个邮亭，备有马厩和信差听候调遣，每10英里有一个可以投宿的驿站，约每15英里有一个供应物资的市场。这些道路和邮政系统发挥效用的时间长达两千年，从汉一直到20世纪初最后一个王朝覆灭。
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中国人筑起长城包围草原绝不意味着关上了与欧亚大陆其他地区联系的大门。为了包抄匈奴，汉武帝派遣使者穿过塔克拉玛干沙漠来到今天的新疆，再越过帕米尔高原沿着怛罗斯河进入中亚寻找同盟。虽然他并没有找到任何足以遏制匈奴的军事力量，却发现了一些商业发达的城市，甚至是连中国人也称之为“文明”的地方。使者回国后将这些信息都报告给了武帝。于是，一条从首都长安出发向西到达这些绿洲的道路被建立起来，沟通了中国和中亚地区的商贸往来，这就是后来的“丝绸之路”，一路向西最终到达地中海东部和罗马帝国。其最初的两千英里沿线全部由延伸的长城保护，在绕过塔克拉玛干沙漠时分岔为南北两条路，一条从北边绕过，另一条则从南边连起一串高山融雪养育的绿洲。[20]欧文·拉铁摩尔还补充指出了丝绸之路选择在绿洲之间蜿蜒前行的环境原因——塔克拉玛干沙漠可以保护商人们免遭草原游牧民族的劫掠。[21]
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沿着丝绸之路，贸易是分段式进行的，很少有人会单独走完全程。[22]桃、梨和杏等蔬果经此从中国传出，而葡萄和苜蓿（后来成为汉武帝马匹的草料）则传入了中国。丝绸当然是从这里运往西方的，同时大量来自南方的肉桂也从这里输出，还有少量中国的铁器（西面的国家此时还不能自行制造）和玉石也属于贸易的物品。在汉朝早期，“骡驴馲驼，衔尾入塞”[23]。我们很快就会看到，看不见的病菌可能也已经伴随着这些商品而来，导致了疫病的暴发。这个过程与哥伦布来往新旧世界时发生的事件比较相像，只是规模较小。[24]
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就中国与世界其他地区的大宗商品贸易而言，更重要的通道其实是在南方，从南部城市南海（后来称为广州）出发，穿过马六甲海峡进入印度洋，与已经到达这里的来自红海和波斯湾的商贸路线相衔接。对于大宗商品，水路运输比陆路要方便得多，也便宜得多。有证据表明，在中国和印度洋之间存在着非常活跃的海上贸易，有多达数百艘的商船，每艘都可以搭载600～700名乘客和260吨货物。此外，学者目前正在确认另一条通商道路，有些人称之为“西南丝绸之路”。这条路以云南为中心，连接中国西藏、东南亚、缅甸和印度洋的孟加拉国。所有这些事实都说明了一点，古代“中国”并没有与世隔绝——古代亚洲内部实际上早已有了紧密的联系，无论是人员、物品、农产品、动物或疫病都已频繁往来。[25]
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帝国、农业和森林减退
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秦和汉不仅创造了一个中央集权的官僚帝国，标志着与封建制度的彻底决裂，还自觉地将帝国的基础建立在农业上，倾向于向众多单独的农户收税来获得财政收入，而不允许商业或工业财富在帝国控制力之外聚集形成其他的权力中心。我们将会看到，这些决定意味着，虽然中国仍然要解决土地集中带来的问题，但它终究成为一个农业帝国。
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但是汉人与环境互动和改变环境的方式以及产生的结果，却并不是必然和唯一的。成为中华帝国的这块地方也很有可能会变成一个由城市和城市工商业发展所推动的列国体系。许倬云坚持认为：“在公元前5世纪到公元前3世纪这段混乱的时期，发展出一个主要以城市为中心的经济生活的可能性远比建立一个农村为基础的农业经济体的可能性要大很多。”[26]市场、城市、利润、契约性互惠等都已在这一时期出现，而中国却最终发展成了一个农业帝国。它们与环境的互动方式以及对环境的改变对这一结果起到了相当大的作用，而这一过程主要是在早期帝国时期得到了巩固。
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对于农业生产来说，基本所需的各种元素早在前一个世纪的战国时期就已配备完成。对铁犁、肥料（主要是人畜粪肥）的认识和使用，为特定的土壤选择合适的谷物种类，整地备耕等等知识都已掌握并记录进了指导农耕的书籍中。其中最重要的一点是，一个由独立的小型农户组成的新阶层诞生了，国家是通过向该阶层课税来保证收入的。这对一个国家来说是有意识的选择。相较于战国那种自由流动的、商业式的城市生活，秦始皇更倾向于农业经济，因此他鼓励农耕，抑制商业。汉武帝也是如此，他垄断了全国的主要工业（尤其是铁和盐），抑制贸易，对商人课以重税——所有这些都是为了能给农民提供土地授予和税务豁免，以鼓励他们去开发边疆地区的农田。[27]
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来自中亚的新作物的加入，稷和稻的集约化耕种，小麦和大麦等秋播春收作物的推广，桑、麻、芝麻油、靛蓝等经济作物的种植等等，都推动了这一时期的中国尤其是华北平原地区农业的增产和人口的显著增长。虽然我们无法知晓汉朝初年以来人口的确切增长数，不过根据公元2年的一份普查报告，当时人口已经达到6 000万，主要集中在长江北部和西部的四川盆地。有部分汉人迁移到了南方以及西南的云南，或者作为（屯）田卒驻守在西北边境，不过，这些人的数量都只有数十万。
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农业的日益高效使得农民生产的剩余也不断增加，可以供养一大批非农业人口——大部分是士兵、政府官员及工作人员，另外还有工匠和商人。铁质犁头和犁壁的搭配，再加上一组牛的牵引，使得单个农人可以翻耕和播种的土地面积较以往大大增加，铁制的大小镰刀则加快了收割的速度，各种铁制的农具都提高了农业生产力。犁逐渐趋于专业化，其中一些专门用于开垦新清理的土地：“带有尖锐铧头的犁是用来开荒的，犁头巨大的重犁则用来开挖沟渠，而最常用的是带有犁板、犁头宽阔的板犁，用于翻耕土地。犁地时抛甩出的大块土块需要敲碎，于是拖耙（耱）在汉朝末年发展了起来。沟垄系统更适合进行规整的行列种植而不是简单的播撒，于是在汉朝还出现了专门的条播工具。”[28]犁不仅在北方旱地稷、麦种植中使用，在南方水稻种植中也同样得到了广泛应用。
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犁的选择与北方的两种土壤和生态类型密切相关：关中地区的黄土较轻，而黄河冲积形成的土壤则相对厚重。我们在前述章节已了解到，黄土非常肥沃而质地较轻，农人面临的主要问题是如何保持土壤的水分。[29]在黄土高原上，犁一般都较轻，深入土壤只有三四英寸，农业也相当高产。石声汉做了这样的总结：“（关中地区）是以旱农为主的、干旱地区颇为进步的农业。”[30]“而沿黄河顺流而下，”白馥兰解释道，“则出现了另一个农业种植系统，以应对这里更为厚重的土壤……（需要）用到板犁……利用板犁来起垄还有额外的好处……可以更容易地给植株之间留出恰当的空间，锄草变得很方便……（并且）如果将种子有序地条播进土壤而非播撒的话，种子用量会节省很多。”[31]
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汉朝的人口密度分布情形隐含着一个信息，即到了汉朝中期，华北平原的森林已基本砍伐殆尽，又或者，更早时期情形就已如此：秦始皇曾下旨在他途经的道路两边广植树木，此外还要种植一些纪念性的森林。到了汉朝，山东半岛上曾经被森林覆盖的山丘已经种遍了果树等经济林木。[32]渭河流域大部最初就是黄土稀树草原，而黄河河谷和华北平原曾经覆盖着茂密的橡树和枫树林，农人的铁斧伐倒了这些森林，并在这些土壤厚积的土地上开垦，同时也向大气中释放着二氧化碳。除了太行山和秦岭还维持着森林覆盖的面貌，华北平原的其他地区已然再无森林，森林中的动物自然也随之消失了，自然的生态系统被农业生态系统所取代。
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水利
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中华帝国早期对环境的改变是令人印象深刻的。与游牧民族的战争使得汉人开始在草原上拓殖并从事农耕；在国家的鼓励和全国性路网系统的促进下，农业不断发展和扩张；人口的增长加剧了华北平原土地利用的需求，导致森林砍伐愈演愈烈。此外，还有一个改变环境的因素就是水。
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从周朝到早期帝国，治洪以及储存和控制灌溉用水的技术取得了重要的进步。白馥兰列举了三种类型的灌溉系统。在南部长江流域、四川以及广东的稻米种植区，每个农户都会挖池塘和储水池，在雨季的时候收集雨水，并在需要时将这些水分配到各块稻田里。而在华中地区，人们会在河中筑坝形成水库，水库中的水通过重力作用经过水闸进入人工开挖的沟渠，流向各个田间地头。在北方的黄河流域，历朝都组织人力并出资修建了一些以等高水渠为特征的大型水利工程，之所以如此命名是因为这些水利工程都是通过一些沿着土地等高线分布的水渠从河中引水灌溉农田，其中最著名的就是郑国渠。
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后来统一中国的秦于公元前246年开始在渭河以北的黄土高原上修建郑国渠。这个工程的计划是修建一条长120英里的等高水渠，将泾水中的水引到洛水，并沿途放水灌溉农田。在这条水渠被应用的最初几十年中，灌溉的农田面积超过了400万亩（约65万英亩，或10 000平方英里），大大增强了秦国的国力。[33]
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但郑国渠的使用很快就带来了生态方面的难题，在之后的几个世纪里，不得不投入大量的资本和人力维持它的正常运作（但每次持续的时间都不长）。一开始时，泾水带来了大量的淤泥，最初这对农人来说是一个福音，因为它“且溉且粪”[34]。但淤泥很快就抬高了洛水的水位，因而不得不清淤，同时泾水的河床却受到侵蚀下切，使得水位逐渐低于取水口，携带的淤泥也因来自深层的土壤而变得贫瘠。人们不得不修建一个辅渠系统来维持郑国渠灌溉农田的作用。[35]
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秦的另一项水利工程都江堰则声名显赫，因为在两千二百余年后的今天，它依然在发挥着作用。不晚于公元前300年时，秦征服了在它西南面的蜀国，也就是今天的四川地区。四川是一个盆地，河流从大山中奔涌而下进入这里宽阔的平原，蜀国的工程师们早前已在岷江进入盆地之处修建了水利灌溉系统。但问题在于岷江是自北向南流的，没有向东流过蜀国都城所在的肥沃的成都平原，而那里才是种植水稻需要水源灌溉的地方。秦的工程师们提出的解决方法是，将岷江水分流出一半向东引入一条新渠。为了达到分流的目的，人们修建了一个设计巧妙的人工岛，叫作“鱼嘴”。而为了修建新的水渠，又不得不将高耸的峭壁凿通，移走大量的土石，并不断向东开挖直至连接入长江。这个水利系统不仅至今仍在发挥着作用（不过，在第七章中我们会看到，它正面临着水电站修建计划带来的威胁），而且，根据斯蒂芬·塞奇（Stephen Sage）的观点，它的建成，使得四川盆地的稻米产量大大增加，这笔额外的资源对于当时秦统一中国的计划是十分必要的。[36]
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最后一个例子来自遥远南方的灵渠。为了征服南方（现在的广东和广西），秦的军队必须穿过一段分隔长江流域和中国南方的低矮山脉。无疑水路运输是快速而经济的，尤其对于携带辎重的大部队更是如此。于是秦的工程师们试图开挖出一条通路，连接一条北向的长江支流（湘江）和一条南向的西江支流（漓江，汇入南海）。在监御史禄的监督下，工程于公元前230年完工。灵渠的建成，连接了两个在分水岭两侧流向完全相反的水系，解决这个问题的方法至今仍是一项天才的杰作，其复杂程度难以用语言解释，足以说明这条渠叫作“灵渠”是十分恰当的（见图3-1）。[37]
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这些主要水利工程和其他数不胜数的小型水利项目的成功给予了古代中国人信心和信念，认为他们——或者至少他们的帝王，即“天子”，可以主宰和控制自然。不过，这个信念在之后的两千年中不断受到黄河的考验。
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