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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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围绕黄河的治洪和清淤问题，形成了两派思想，大致分别反映了儒家和道家的观点（我们将在本章稍后部分继续予以讨论）。那些倾向于道家思想的人主张应该让河流（主要）按照自己“自然”的方向流动，在离河床很远的地方筑起相对较低的堤坝——基本上等于是简单地圈定了一个洪泛区。而儒家则认为有必要建起更高的堤坝，将河水限制在更窄的河道里（就像儒家想规范人们的行为一样）。在之后的两千年，没有一种方法被证明是完全有效的，而黄河的河堤却因为淤泥抬升河床而越建越高——直至一些罕见的大雨冲垮堤坝，洪水淹没周围的平原。黄河河堤第一次被冲垮是在汉早期的公元前168年，之后在公元前131年再次溃堤（直到公元前109年才合龙）。食邑位于黄河以北的贵族遭受了洪灾，吵嚷着要加长并加高这些沿着河道修建的堤坝，这导致了公元前39年和公元前29年更多的溃堤事件。李约瑟总结认为这些堤坝“无论如何，不是解决问题的办法，因此到了公元11年，终于发生了历史性的决口”[40]，这一次决口造成了黄河的改道。尽管其后为了控制黄河还有更多更加英勇的尝试，但它在之后的两千年中依然定期冲破堤坝，甚至更具破坏性地数次改道。在以后的章节中，我们将会讨论其中两起颇为引人注目的事件，分别发生在12世纪和19世纪。
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城市和食物
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早期帝国自觉地以农业立国并不妨碍它拥有数个当时世界上最大、运行最为良好的城市的事实，即使与罗马帝国相比也毫不逊色。这些在战国时期发展起来的城市并没有衰落和消失，相反，它们逐渐成为中国宏大的交通运输系统中的节点。都城长安可能有接近50万的居民（或者更多），都城内各功能区域齐全，有教育业、制造业以及繁华的商业区。三万名学员在太学中学习儒家经典，以备将来成为国家行政机构中的官职人员。
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所以帝制早期的中国并不是一个没有城市、除了农业还是农业的国家，只是它的社会确实是建立在课税农业基础之上，这些税收来自各个小型而稳固的农业家庭，支撑了城市居民的生存和生活方式。
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至于人们一般都吃些什么——会因他们是生活在城市还是农村而有所不同，我们确实对达官显贵在重要礼仪场合的饮食信息掌握更多一些，这些菜单上的饮食无疑是丰富多样的。除了煮制的稻米和粟米之外，张光直还列举了七个肉类菜肴，包括来自野生动物的熊掌和豹胎；七个禽类菜肴，除鸡外都是野生的，其中有雪雁和鹤；有鱼和鳖；蔬菜中还有可能是从沼泽里采集来的植物嫩芽；作为香辛料的肉桂是由只生长在遥远南方的一种树皮制成的；而榛子和蜂蜜则采自森林；另外，宴席中还提供好几种酒精饮料，大部分是由粮食酿造而成。而根据汉代的史料，穷人则很可能只以大豆和小麦为生，尽管“粗劣……却也足以果腹”[41]。因此，虽然彻底成为农业社会，汉代的中国人仍然消耗了大量狩猎采集来的食物，这也暗示着在这些城市不远的地方仍然有森林存在。
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皇家猎苑
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