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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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图3-1 灵渠
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照片显示，溢洪道（铧嘴）的修建抬高了北向的湘江水位，将其分入两条河道，其中新的、水位更高的那条与16公里长的灵渠衔接，进而与南向的漓江相连。
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(黄)河[38]
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原本只简单地被称为“河”的河流究竟在何时变成了众所周知的“黄河”，是一个学术讨论的议题[39]，不过早在公元前1年，中国的工程师们就已估计黄河水中含有约60%的泥沙，这个数字高得令人难以置信，但已得到了20世纪一些研究成果的证实。由于周围的土地已被清理出来用于农业、冶炼青铜和冶铁，大量的黄色泥沙流入了河中。黄土是粉尘状的，如果没有植被覆盖，很容易就被侵蚀，使得晚近时候在黄土高原上留下很多深深的沟壑。战国时期和早期帝国的农人已经知道需要保持土壤的水分来把侵蚀降到最低程度，因此采用了很多方法来留存雨水和保持土壤湿润，而不是任其流走。尽管如此，这些方法仍然不足以防止径流和侵蚀。
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农人同样知道，黄河冲积平原上长年累积的淤泥一定非常肥沃，因此他们还在那里垦殖——但由于每年定期洪水带来的危险，他们并不在那里修建村庄。统治者当然也了解这里定期的洪水，他们选择去修建堤坝来规避洪水和随之而来的各种问题，而不是任由它们发展。黄河上最早的堤坝建于公元前7世纪，位于黄河下游的齐国，这条堤坝的建成将九条河道归并为一条，从而增加了可耕地的面积。
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堤坝阻止了洪水，但却带来了另一个困扰华北平原人们两千五百年的问题，也给政府和工程师们带来了挑战。由于华北平原的降雨大部分来自夏季季风时期，在随后的干燥季节，河水的流速自然就变慢了。缓慢流动的河水使得泥沙在河床中堆积，于是河床每年都会抬高一些，平均速度大约是1个世纪3英尺。当河床抬高之后，洪水泛滥的风险就增加了，于是如何治洪的问题又紧迫起来。
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