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因此所有农业都会汲取土壤的养分，当养分降低到一定水平以下，作物无法再存活时，农民就要搬迁到另一块土地上（例如之前提到的游耕农业），否则原来的土壤就会变得十分贫瘠，没有任何植物能在此生长，土地永久性退化（比如荒漠化）。为了保持生产力，定居农业就需要掌握养分循环回土的方法。即使是新石器时代的人们，由于生产和消费多半在同一区域，他们也需要找到给土壤施肥的办法。豆科植物能帮助固氮，绿肥和禽畜粪便也能将养分送回到土壤里。
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但是想象一下当大量——足够供给数百万人——的食物从乡村生产并运往城市时，中国社会将会面临多大规模的土地缺肥问题。由于某些生态上的特点，中国农民有一些超过世界其他地区农民的优势，千年以来，北方地区大量覆盖的黄土通过毛细作用不断将土壤深层的养分输送到地表，水稻植株也有着吸收水中养分的能力。尽管如此，在大部分人类历史当中，农民需要面对的主要问题仍然是肥料的短缺，中国也不例外。[12]
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无论是旱地农业还是水田农业都需要额外补充养分，而城市则成为主要的供给源，给土地送回养分——人类的粪便，作为供给食物的回报。一位美国农学家在19世纪到20世纪之交旅行中国时估计，100万的人口每年可以排出50万吨排泄物，其中含有600万磅的氮以及数吨的其他养分元素。[13]农田自然是可以利用这些废弃物的，而官方显然也不愿意让人们简单地将这些废弃物倾倒在河里而污染水源。因此每天晚上都会有人来收集粪便（由此得了它的别名，“夜土”），用车载到驳船上，运回农村，以备在田间使用。
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这个庞大回收利用工程的全面史实还有待进一步的研究，不过学者对帝制晚期“夜土”的研究成果已经进一步揭示了中国农村与城市之间的生态联系。这一实例针对的地区是以杭州为中心的长江下游，农民不仅远途来到城区收购“夜土”，他们还组织日间的收集，由此保证了城镇能够更加卫生和健康。[14]他们还给“夜土”的质量分出等级，而这个等级主要与城市居民的饮食相关：富裕的人群，他们规律性地摄入高质量的、富含蛋白质的食物，包括鹅、鱼和肉类等，因此“夜土”质量最好——价值最高，价格也最高。[15]
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同样，村民们也在凹坑或者大缸里收集他们自己的废弃物，通常会在其中沤几周或几个月，让分解产生的热量杀死寄生虫的幼虫和卵。然而这个方法也并非万无一失——至少到20世纪，血吸虫病仍困扰着从事水田稻作的农民，血吸虫是一种通过淡水钉螺传播到人体的寄生虫，会引起肠道炎症、腹部鼓胀以及肝硬化。目前仍然不清楚它是从什么时候开始折磨中国稻作农民的。
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村民们还会进行堆肥，往田地里撒杂草、青草、草鞋、粉碎的砖块和土坯——任何能给土壤增加养分而不是禽畜饲料的东西。[16]还有一个养分的重要来源是河泥，河泥从运河里挖出后即堆置在运河边的田地里[17]，毋庸置疑，离城市或者运河最近的田地是最为受益的，因为随着距离渐远，运送这些肥料的成本将直线上升。离城市越远，土地获得的肥料越少，人们也就越贫穷。
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我们无法确定中国的农民是从何时开始如此密集施肥的。一位18世纪早期欧洲来华的旅行者皮埃尔·普瓦沃（Pierre Poivre）曾对这里从不休耕的农作方式惊讶不已：“这里的耕作计划令欧洲人感到不可思议，因为他们从不让土地休耕……（于是一块田地）每年两熟，而再往南方去经常是两年五熟，中间未有一季休耕。”能够连续耕作的原因在于大量的施肥：“他们常用的是草木灰，还会利用盐、石灰以及各种动物粪便，不过最重要的是，不同于我们把小便倒进河里，他们还将尿大量用于施肥，每家每户都会在自己家中仔细储存尿液，然后售出以获利。总之一句话，将产自土地的一切都小心翼翼地送回到土地当中。”[18]这个高度发达的系统已经存在并发展了好几个世纪。
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一方面，中国在北方和南方的两种耕作方法，以及尤其是对自城市中收集的人类粪便的使用，构成了乡村和城镇之间的一种养分循环，使其农业系统的可持续性远远大于欧洲。认为中国农业具有这一特性的观点一直持续到现在。[19]而事实也是如此，宋朝时的耕地一直到现在仍在使用（尽管自1970年代以来开始利用化肥）。从一定程度上来说，中国的农业在环境上是可持续发展的。
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而另一方面，对任何环境来说总有一些能量和养分的流失是无可挽回的，我们将在下一章中以另一个南方“桑基鱼塘”的例子来说明这一点。科学上的术语称这种不可挽回的能量损失为“熵”，要阻止它发生需要额外的能量输入来重组“秩序”。因此，一个人为改造的环境是需要投入大量精力来维持的。
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中国的政府也一直在寻找各种扩充资源和能源的途径，并因此而不断寻求领土的扩张。通过以中国的方式耕作土地从而获取养分本身也是中国拓殖工程的一个动力。（当它有能力时）向北扩张即与游牧民族对抗，向东向南则与其他非汉族群竞争，在下一章我们还将看到它向西南和西部扩张的过程。在每一次扩张过程中，当地自然财富的宝库都被置于汉人的掌控之下，并回流到中国的核心区域。因此，这些核心区域的“可持续性”部分也是由于中国征服和开发了曾经是非汉族群居住地区的资源而得以维持的。因此，中华帝国的建立、维护以及扩张（或收缩）都是有其基本环境进程为基础的。
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[1]Ho，“Lo-yang，”52.这个数目包括中国史料中记载的曾经建造、毁坏、遗弃和仍在使用的城市。
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[2]关于开封，参见Robert Hartwell，“A Cycle of Economic Change in Imperial China，”102-159；and Lawrence J.C.Ma，CommercialDevelopmentandUrban ChangeinSungChina（960-1279）（Ann Arbor，MI：University of Michigan Department of Geography，1971）；Pei-yi Wu，“Memories of Kaifeng，”NewLiteraryHistory 25，no.1（1994）：47-60。关于杭州，参见Jacques Gernet，DailyLifeinChinaon theEveoftheMongolInvasion1250-1276，H.M.Wright trans.（Stanford，CA：Stanford University Press，1962）。
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[3]这段关于长安的内容主要参考了Arthur F.Wright，TheSuiDynasty（New York，NY：Alfred Knopf，1978），85-90；Edward H.Schafer，“The Last Years of Ch’ang-an，”OriensExtremus 10（1963）：133-179。
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[4]Schafer，“Ch’ang-an，”170.译者注：《资治通鉴》卷二百六十四；邵博《闻见后录》。
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[5]Schafer，“Ch’ang-an，”152-153.
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[6]Edward H.Schafer，“Hunting Parks and Animal Enclosures in Ancient China，”Journal of Economic and Social History of the Orient 11, no.3(1968): 318-343.
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[7]Ibid.，343.
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[8]Edward H.Schafer，“Hunting Parks and Animal Enclosures in Ancient China，”JournalofEconomicandSocialHistoryoftheOrient 11，no.3（1968）：342.
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[9]Elvin，TheRetreatoftheElephants，xvii.
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[10]转引自J.R.McNeill，SomethingNewundertheSun，比较第336-340页和第310-311页。中译本分别见J.R.麦克尼尔：《阳光下的新事物》，第344-348、316-318页。
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[11]J.Donald Hughes，AnEnvironmentalHistoryoftheWorld：Humankind’s ChangingRoleintheCommunityofLife（London，UK and New York，NY：Routledge，2001），8-9.中译本见J.唐纳德·休斯：《世界环境史》，第9-10页。
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[12]Radkau，NatureandPower，2.中译本见约阿希姆·拉德卡《自然与权力：世界环境史》。
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[13]Frank H.King，FarmersofFortyCenturies，orPermanentAgriculturein China，Korea，andJapan（Madison，WI：Mrs.F.H.King，1911），194.中译本见富兰克林·H.金：《四千年农夫：中国、朝鲜和日本的永续农业》，程存旺、石嫣译，东方出版社，2011。
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[14]程恺礼（Kerrie L.MacPherson）在她的关于19世纪霍乱暴发的研究中援引了一份18世纪的英国文献，其中提到由于中国人都喝煮开的水，并小心地处理粪便，“污染的危险”很可能已降低到了“最低限度”。Kerrie L.MacPherson，“Cholera in China，”503.
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[15]Yong Xue，“‘Treasure Nightsoil as if It Were Gold’：Economic and Ecological Links Between Urban and Rural Areas in Late Imperial Jiangnan，”LateImperialChina 6，no.1（2005）：41-71.
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