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明代加大了对汉水和长江水域的控制力度。和其他地区一样，朱元璋在湖北也设立了屯田的卫所，把士兵和他们的家眷安置在这里修缮已有的堤坝和建立新的水利设施，同时招募更多的移民来此开垦农田。1394年，朱元璋又派遣国子监的学生来组织这些水利设施的重建。根据魏丕信的研究，“在那年冬天，共建造了40 987座塘堰、4 162条河和5 418个陂渠堤岸”[15]。
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明朝政府在这些堤防建设中的积极政策一直持续到了16世纪，国家鼓励开荒、移民和修建灌溉系统。其结果是，许多大土地所有者都修建了自己的河堤和圩田，并招募佃农来开垦耕种所围的土地。随着湖北人口和农田增加，为了防御汉水和长江的洪水，就需要投入更多的资源来加强堤防建设。与此同时，嘉靖皇帝（1522—1566年在位）又下令加修汉水长堤来保护他父亲位于此的墓地。堤坝保障了冲积平原农业的安全，而负责此事的太监于是借机为自己和家人大肆圈占了这些受堤防保护而可以开垦的土地。
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这些堤防建设所造成的后果与导致珠江三角洲形成的那些堤坝（参见第四章）比较类似。在正常的情况下，夏季降雨会提高汉水水位，多出来的水会溢到南面的众多湖泊和沼泽中，待水位下降后再逐渐汇入长江。但现在由于汉水南岸堤坝的修建，使得水流无法通过，河床越升越高，河流也更加湍急，大大增加了发洪水的危险，特别是在下游地区。由此，汉水的堤坝导致了上游和下游居民之间利益的分歧，尽管他们能在一定程度上理性地合作采取控制措施，但更为常见的还是村庄之间的争执和政府的无所作为。结果，那些生活在下游的人们开始修筑自己的堤坝来保护他们的居所，并进而开垦了更多的沼泽和湖泊。到明朝后期，整个汉水流域的水文状况已经遭到人类行为的彻底改造，人们相信自己可以控制这些河流。
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当然，他们不能。随着明末战争和满人征服带来的大量人口死亡或流徙，湖北这种大规模复杂的水利控制系统陷入了难以为继的状态，堤坝受损后无法及时得到修复，很多地区被淹（或者更准确地说，回到早期的自然状态）达数十年之久。清朝建立后，为了安置人口、恢复农业生产和重建帝国的和平与繁荣局面，又投入了大量资源来支撑湖北境内的汉水堤防。这项工作始于1650年代，但实际直到1680年代平定吴三桂叛乱之后才正式动工。
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清朝官员可以选择的一个办法是在堤坝上打开缺口泄洪，以降低水位，减少洪灾的危险。但中国的政治家已经就此争论了很长时间，可以一直追溯到黄河大堤的问题，虽然有人支持这种手段，但也有很多人主张不惜任何代价筑堤。随着18世纪中期人口压力的加大和全国各地米价的不断上涨，增加粮食供给成为摆在皇帝面前的头等大事，持后一种观点的人也越来越多。但随着地方富户私人筑坝圩田进一步限制了江水的自然流动，官员又开始转向另一派主张，因为对于湖泊、沼泽和滩涂的开垦，不仅增加了汉水下游流域遭遇洪灾的危险，还可能进一步危及位于帝国农业中心的长江下游三角洲地区。为了继续了解这个故事，我们还需要看一看湖南的情况。[16]
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洞庭湖在长江的正常水文周期中起着核心的作用。每年六月开始，长江水位随着源头高山积雪的融化而不断上升，在八月或九月达到峰值，由此形成的洪水会注入洞庭湖，可使其水位上升到高于最低水位40英尺。洞庭湖还是四条河流的出口，其中最大的是流贯湖南的湘江。由于东、南、西三面环山，夏季季风带来的降水会不断聚集并向北流入洞庭湖。在正常情况下，洞庭湖会吸纳长江和湖南一些河流的过剩水量，到秋季和冬季长江水位下降时再释放出来。对于下游地区而言，洞庭湖的这一功能保证了长江在一年中大部分时间的稳定。
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但是，如果在四川或长江以北出现暴雨，这些水流也会陆续注入长江，尤其是汉水，那么湖南汛期的河流就会遇上洞庭湖的水墙，导致水流因无处可去而向周围区域漫延。不过，所有这些情况都是很“自然”的，直到人们在洞庭湖周边定居并改变了它和长江的水文状况之前，都没有酿成水灾。
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人们在湖南定居的历史和长江以南的其他地区差不多。早在汉代，汉人就开始迁入这些已经居住着各种土著民族的地区，把后者排挤到山区，并在河谷地带从事农业活动。汉人的数量开始并不多，直到宋元时期，该地区依然人烟稀少。和其他地区一样，明太祖朱元璋在湖南也设立了军屯卫所，以保护随之迁入的汉人。不过尽管如此，到1400年时湖南全省仍然只有200万人左右，绝大部分都集中在洞庭湖周边和湘江东岸。二百年后，湖南人口增加到了五六百万。人口最大规模的激增发生在18世纪，在1800年达到了1 700万人，1850年又进一步增至2 000万人。
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和其他地区一样，汉人的涌入也把在河谷地带从事农业的其他民族人口排挤到了周围的山区。在湖南，这些人大多被汉人称为苗族，而在湘西与贵州则称为赫蒙族。到清朝初期，已经有数以万计的苗人“在狭窄的山谷和高原上从事密集的农业生产，兼以捕鱼和狩猎”[17]。苗人既进行狩猎、采集，也从事农业，被认为是一群好斗的人，拥有“可怕的火枪、弓弩、长矛和刀”，还会制作银饰品、铁农具和铁制武器。[18]在18世纪初，清朝官员也曾就生苗、熟苗问题展开过争论。在判定为生苗后，清政府在1720年代对其发起了一次“毁灭性”的军事行动，并随后采取了包括没收土地等改造苗族社会和文化的政策。这导致了1737年的一场大规模苗民起义，“通过果断而残酷的措施，清政府将放任的经济开发引入了贵州的土地，并对当地人推行严厉的同化政策”[19]。但这并未取得成功，却加剧了民族关系的紧张和摩擦，最终酿成了1795年的苗民大起义。最终的结果并不是这一地区向汉民族开放和苗人的战败或被挤出，而是两者间的和解，苗人主要生活在湘西的山区，这里在1950年以后被中华人民共和国确认为湘西苗族自治州。[20]他们的农业、渔业和伐木活动似乎并没有对周边河流注入洞庭湖造成太大的问题，不过汉族移民的活动的确产生了一些影响。
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在15世纪和16世纪，人们移到湖南主要是因为听闻这里土壤肥沃，而洞庭湖周边和湘江流域人口也相对较少。他们引入长江下游先进的水稻种植技术，在沼泽和滩涂周围筑坝圩田以防洪和提供灌溉，将这些土地改造成了稻田。一些早期的圩田面积非常大，可达成千上万亩。在17世纪圩田建设因明末战争和满族征服而趋于平静之后，18世纪的堤防建设规模再次激增，这主要是清政府为恢复农业生产而资助了大量工程项目的结果。紧随这些政府资助工程之后的是一些政府许可的民间设施，以及大量非法的私人堤坝建设。
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结果，洞庭湖日益陷入了堤坝的包围之中，其面积随着圩田而不断萎缩；而且，到16世纪初时，很多与长江沟通的水道都被堵塞了。正如濮德培所说：“随着水道的减少和堤坝的加高，长江以更为猛烈的水势直接涌入湖南，提高了洞庭湖的水位并导致了更为严重的洪水。”[21]由于地方势力竭力保护其圩田，18世纪限制堤防建设的计划最终归于失败。到19世纪时，堤防维修的频率也因费用高昂而日益减少，洪水终于酿成了灾难，在1831年至1879年间，有18次大洪水摧毁了大片的农作物、城市和堤防。类似的故事在长江下游的浙江湘湖地区也曾经发生过。[22]
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从16世纪开始，“山区开垦专家”——江西的棚民逐渐向湖南迁移，到18世纪，其人数已经有了较大的增加，他们对洞庭湖周边山区森林的砍伐也进一步加剧了低地地区的洪水。和在广东、福建、江西等省一样，这些新移民“发展了林产品和木材的贸易，同时也种植甘薯、烟草和高粱等粮食作物。这些江西移民还控制了木耳的贸易……他们砍倒枯树并在上面培植木耳，到冬天再把收获的木耳卖给店铺”[23]。
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结果，到18世纪中期，濮德培有证据表明：“土地的清理和开垦已经接近极限……人们为了最大限度地获得耕地，几乎伐尽了山上的树木，排干了所有的沼泽。随着耕地的铺开，那些曾经富产树木、竹子、苎麻、纤维和木炭的森林也被耗尽了所有的资源……即使是在山野地区……1720年代汉人刚刚到来时，还曾经虎豹横行……到1760年代时，这些野生动物也已经消失了，所有的山都已经被垦成了农田。”[24]随之而来的是，泥沙从裸露的山坡滑入河流并继续向下流进洞庭湖，导致湖床升高，洪水发生的可能性也随之增加。
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到18世纪中叶，官员已经开始就是否应该在洞庭湖周边兴修越来越多的堤坝展开了争论，一派认为随着人口的不断增加和粮食价格的上涨，必须开垦更多洞庭湖周边的沼泽和滩涂之类的“荒地”；另一派则认识到这一地区不断扩大的定居人口和农业种植正在增加当地发生洪水的风险，并担心政府是否有能力来应对这种突发事件，以及为洪灾发生后不可避免的救援和堤坝修复提供资金。然而，1747年颁布的一条禁止新建堤垸或在高地围垦湖泊的谕令还是在很大程度上被人们忽视了，私人的垦荒活动仍在继续。
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19世纪初，官员更加清晰地意识到了他们所面临的生态危机，而且危险并不仅限于当地（洞庭湖周边地区），实际上还一直向下游延伸到了长江三角洲地区。魏源就认识到，洞庭湖周边大量的堤垸虽然或许可以保护当地的圩田免于洪灾，但洪水会继续向下倾泻，并危及长江下游整个帝国人口最稠密、农业最发达的四个省份，“数垸之流离，与沿江四省之流离，孰重孰轻？”[25]为了保护这些下游地区，魏源主张除那些用于防护城镇的以外，洞庭湖周围的堤垸应当全部掘毁。那些经济利益可能因此而受损的当地人于是积极反对破坏堤垸，而应当执行这些政策的地方水利官员也推脱称自己忙于追捕水寇、保护洞庭湖的船只安全，结果什么也不去做。堤垸不仅得以保留，而且常常年久失修，导致洪水多次淹没这一地区。[26]
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人们可能会想，既然湖南的行动迟缓导致了当地的水灾，那么下游省份或许可以因此免于洪水侵袭了。然而，长江下游地区也正在经历其自身的生态问题。
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长江下游的山区[27]
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在前面的章节中我们已经了解到，长江下游是8世纪到13世纪水稻农业革命的中心地区。从杭州向北经太湖直至江苏苏北一带，众多堤坝不仅实现了控水灌溉，还将这一地区的大片土地都改造成了不仅是中国，很可能也是全世界最高产的农田。这些所在皆是的高产稻田，需要人们定期定量地供水灌溉来维持其生产。
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杭州周边的山峰从江南低洼的平原地带拔地而起，高度超过3 000英尺，有些顶峰高达6 000英尺左右，由于山势非常陡峭，看起来似乎比实际海拔还要更高一些。虽然16世纪时，这里的低地地区就已经被开垦成了农田，但直到18世纪，长江中下游的山区还有一些盆地和河谷地带尚未被开发。官员这样形容其中的一个地区（徽州）：“处万山之中，无水可灌，抑苦无田可耕，峣埆之土，仅资三月之食。”[28]这一评论当然是假设仍然采用低地地区的日常耕作手段，而不是那些山区开垦专家——棚民的开发方式。
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在前述16世纪中期的迁移过程中，一些棚民已经进入了该地区，但他们的人数还非常少，山区大量的乡村还和上一段中所描述的情况相似，“湖郡西，诸山绵亘，绝壑穷崖，石多土薄，不宜黍稻，从未有耕稼者”[29]。但是，在18世纪，官员开始注意到棚民已经开始进入这些地区，并开垦山区的土地。
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重要的是，这些棚民并不是前述16世纪以来迁入山区的那些棚民，而是由于人口增长对资源形成的压力，而被挤出河谷地带村落的本地汉人。他们看到早先的棚民能够在山区谋生，于是学习和采用了他们开发山区的方法。但正如施坚雅所指出的，“在传承的过程中，一些处理生态环境的技巧可能已经被丢失了”[30]，因为在他们之后，长江下游山区的环境遭到了大面积的破坏。
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这些进入长江下游山区的棚民并没有像广东、广西和江西山区的客家人那样大量种植甘薯和杉树，其中杉树可以涵养山区的土壤、减少水土流失和在河流中的淤积。他们选择了另一种美洲作物玉米，而这也对生态环境产生了重要的影响。
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据安·奥思本（Anne Osborne）的研究，种植玉米除了比甘薯需要更少的劳动力外，还有一些其他优点，它可以在一年中的绝大部分时间里进行种植，整个生长期内都不太需要人照料，玉米的秸秆可以保护它免遭雨水或虫害。玉米收获后还可以直接挂在棚子的横梁上晾干存储，而不需要投资修建贮藏设施；玉米也可以磨成粉后烘焙食用或搅拌成玉米粥；玉米芯可以喂猪，玉米还能加工成酒精或烧酒。[31]对于那些对种植杉树、涵养水土并不特别感兴趣的棚民来说，玉米的这些优点显然产生了巨大的吸引力，促使棚民“布种苞芦，获利倍蓰，是以趋之若鹜”[32]。
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在砍伐原始森林并将木材出售给下游地区或充作燃料之后，棚民开始在当地偏酸性而又具有适中腐殖质含量的土壤中种植玉米。作为一种需要大量肥料的植物，玉米耗尽了山区土壤一二百年来积蓄的肥力，导致土壤板结而无法继续进行耕种，棚民于是被迫移动到另一片森林，再重复这一过程。到18世纪中叶，山区的棚民已经非常之多，以至于一位官员曾抱怨说：“流民日积日多，棚厂满山相望。”[33]
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棚民及其开垦方式不断扩张导致了山地生态环境日益严重的退化。用安·奥思本的话说：“森林植被破坏导致的土壤直接暴露，加上高耗肥作物的种植，促使土壤迅速退化到缺乏腐殖质和酸性、灰壤化或砖红壤化的状态。在这样的土壤中，无论是玉米还是传统的旱地作物，都无法正常生长……土地经常被抛荒，棚民于是继续迁移，但当地人已经扎根在狭窄的河谷和平原地带……随着山区的水土流失……沙砾、碎石和底层的泥土从伤痕累累的山上冲刷下来，毁坏了他们的良田。”[34]
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