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正如李欧娜（Jane Kate Leonard）对1824—1826年大运河危机的研究所指出的，这一生态系统在19世纪已经出现了残酷的退化。[30]她向我们展示了为治理黄河和大运河而开发的各种技术，包括堤坝、水闸、由绞盘控制的开闭装置、辘轳、根据水位调节的绞车、单门船闸、拖曳运河船只的堰和斜堤、斗渠、引水渠、挖沙船、防止水土流失的石笼和浆砌石护坡以及无数其他巧妙的创新。然而，随着18世纪后期环境压力的日益增加，不仅预防洪水，而且连维护黄河南部的河道也变得越来越困难了。
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问题在于黄河、淮河、洪泽湖和大运河交汇水域一些复杂水利设施中的泥沙淤积。到18世纪时，数百年来修筑的堤坝已经使得黄河水位比大运河南段（淮扬运河）高出了好几米，水流携带着泥沙，开始从洪泽湖向南面的长江流动，危险变得越来越大。16世纪后期以前的水利工程都服从于“分黄导淮”的思路，通过开挖疏浚河道来对黄河洪水进行分流，然而所有这些努力，实际上都是在减缓河水的流速和增加淤泥的沉积。
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在16世纪后期出现了前述束水攻沙的先进治水理念，用增高和收窄堤坝的办法加速水流，将清水引入黄河冲刷河床的淤泥。[31]1579年，潘季驯主持修建了横跨淮河的高家堰，将淮河和另外两条小一些河流的清水蓄积在洪泽湖中。不断加高洪泽湖东岸的高家堰，可以保证洪泽湖的水位高于黄河，但这样做很容易产生后患，为了确保该系统能够抵御洪水的侵袭，高家堰的修筑采用了坚固的条石护坡，并在内部设有好几道闸门。还在南面安装了另外五个减水坝，应急时向长江泄洪。[32]
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在洪泽湖的东北角有五道水闸[33]，在淮扬运河北部的咽喉位置也有水闸，而黄河、洪泽湖和大运河三者交汇的这一段水流被称为“清口”。秋收以后，当运送漕粮的船只沿大运河北上经过这里时，洪泽湖的水闸将会关闭蓄水，待船只进入清口后，通过北面的御黄坝阻挡住黄河水，再放洪泽湖水进入清口，而漕船也会随着这里水位的上升而高出黄河水位。当御黄坝再度打开时，湖水随即涌入并冲刷黄河的泥沙，漕船也由此而更便捷地通过黄河进入大运河。
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但随着时间的推移，洪泽湖也开始淤积，其中从淮河等水系流入的淤泥量比较少，更多的还是来自因黄河周期性泛滥而通过其支流汇入洪泽湖的水以及黄河水向洪泽湖的回流。疏浚工作可以解决一部分的淤泥，但随着洪泽湖和黄河同时淤积和河床不断升高，要保障洪泽湖的水位高于黄河，就只好不断加高其东部的堤堰。用李欧娜的话说，“尽管运河的水利控制已经形成了大规模的复杂网络，也有官僚系统的先进管理，但（到18世纪后期时）清政府还是在治理淤泥的战斗中遭遇了失败。运河、湖泊、河流和排水渠都出现了淤塞，河床不断上升，溢流的闸门都已经陷入了淤泥之中”[34]。洪泽湖已经“达到了危险的高度”，1824年末的暴雨“在大堤上撕开了两个巨大的缺口”，洪水向东倾泻到大运河，并漫过河岸，淹没了地势平坦低洼的江苏省东部地区。李欧娜的著作详细介绍了道光皇帝为遏制洪水和修复大运河而付出的巨大努力和英勇成就。
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然而，无论人们付出多大的努力，都无法阻止黄河漫流并最终改回1194年之前的北方故道。“最后一次改道发生在1851年至1855年间，其中黄河干流的北移是在1852年。由于山东半岛北部的新河床正在逐渐形成之中，大洪水在19世纪后半期时有发生。”[35]黄河的北移给华北平原带来了破坏性的影响，导致了长达一个世纪的洪水、苦难、叛乱和起义。但由于这一时期的中华帝国还要应对军事上更先进的欧美列强的新威胁，国库紧张，政府的注意力也随之而转移，因此大运河的问题始终未能得到有效治理。
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虽然1855年以后黄河离开了淮河流域，但如戴维·艾伦·佩兹所说，“它已经对淮河造成了危害”[36]。淮河从它原来的河道（后来又因黄河改道而废弃）被完全截断，而且由于这段河床比淮河本身高，于是迫使淮河水涌入洪泽湖，并通过洪泽湖东南角的出口进入长江（再汇入大海）。而这种入海方式不足以吸纳淮河的水流，于是河水经常会溢出并淹没周边的地区。要解决这一问题，只有疏通淮河的故道或者拓宽在长江的入水口，但由于清朝政府已经失去了治理这一地区的兴趣，而地方精英又没有足够的资源，这两种方案都没能付诸实施。[37]我们在第七章中将会看到，直到1949年中国共产党取得胜利以后，政府才掌握了足够的人力、财力和专业知识，并试图解决因淮河缺乏足够出海口而造成的生态灾害。
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华北平原
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随着大运河的废弃，两千年来一直作为中华帝国战略中心的华北平原，完全陷入了一个经济、人口和环境恶化的时期。彭慕兰将19世纪后半期到20世纪的这一进程称为“腹地的构建”[38]，在这一过程中，帝国的注意力从传统的治国方略转向了中国沿海地区所面临的西方列强的威胁。
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在黄河改道和大运河不再承担漕运任务之前，华北平原的一部分内陆地区由于对维护大运河具有重要的战略意义，而被彭慕兰称为“黄运”（黄河和大运河）。这一地区所需要的建筑材料和燃料主要依靠外地输入，本地已经不足以自给。当地很少有参与市场交易的家庭农业生产方式，使得大量密集的人口所消耗的燃料量，要多于他们所能从周围乡村收集到的数量。加固堤坝所需要的石头等也来自外地，帝国政府从其他地区向这里输入这些资源就是为了对大运河进行维护。
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1855年大运河被废置之后，石头以及高粱秆等燃料都变得稀缺起来，这导致了日益增多的大洪灾，取暖和做饭的燃料也越来越少，甚至渐趋于无。很自然地，“人们会从生态上极为关键的村外地区——河堤、山坡、荒地和以前的林地——榨取资源”[39]，从那些已经很贫瘠的资源环境中剥夺土壤的养分，导致作物产量的下降。“由于农民们不但很快就用完了木材，而且很快就用完了其作物的糠秕及周围土地上的树枝、树根和杂草，他们被迫燃烧畜粪这类效果极差的燃料，而且这还是一种绝对必需的肥料。”[40]到20世纪初，“无论是外国的还是中国的观察者均注意到，即使是山东的山区，也没有森林了”[41]。正如罗德民（Walter Clay Lowdermilk）在1920年代所看到的山东山区，“每年冬天，贫穷的村民在把草割完之后都会进山，挖……夏季生长植物的草根”作为他们的燃料。[42]
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然而在彭慕兰看来，华北地区日趋严重的生态危机并不完全是由人口压力所导致的，也不完全是大运河带来的环境问题；事实上，“是过去水利体制”——由国家维护的黄河、大运河、淮河、洪泽湖复杂体系——“的废弃损害了黄运地区”[43]。也就是说，帝国为了应对来自西方列强更大的威胁，放弃了维护大运河这个传统的治国方略。而且，由于市场体系的缺乏，华北的人民无法通过专业化种植经济作物如棉花（甚至鸦片）来交易生活必需品，生态上的贫困也就导致了人民生活的困苦。
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然而，李明珠（Lillian Li）对华北地区的另一项研究则表明，即使帝国中央政府把全部资源都倾注在黄运地区的问题上，同样的生态问题似乎还是会出现。在首都北京周围，尽管中央政府对维护水道和防止洪水予以强烈关注，最终仍然无济于事。在20世纪初，海河流域，包括流经北京的永定河，情况并不比黄运地区更好，两者有着类似的基本地理和生态特征。李明珠注意到，“虽然永定河不像黄河那样是帝国的中心问题，但其所处的关键位置决定了它的问题也不可小觑”[44]。
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在从约1700年到1900年这近二百年的时间里，清朝历任皇帝和督抚都耗费了巨大的财力和人力通过筑堤、引渠和挖泥来稳定首都地区的河流。李明珠教授在她的著作中详细介绍了他们的努力，并复制了一幅令人印象深刻的18世纪中期标注有无数防洪水利工程项目的地图。[45]最终的结果，用她的话说，“清朝康熙、雍正、乾隆时期（1661—1795年），共计花费了超过1 000万两的国家和私人资金用于水利建设，但仍然无法消除水患”[46]。此后，从19世纪后期到20世纪上半叶，“（这一地区）河流的状况持续恶化，再加上异常的强降雨，导致了无尽的灾患”。同样的情况也出现在华北平原的其他地区，随着更多的自然植被和森林被砍伐开垦，泥沙不断淤积，洪水也日趋频繁和严重。在20世纪初的一场洪水中，一位西方传教士曾描述道：“这个地方变成一片汪洋，看不到边际……一年多的时间水都根本不可能流得出去。”[47]内涝及随之而来的土地的盐碱化不仅困扰着北京地区，而且也出现在华北平原的很多地方。
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京畿地区为解决淤塞问题而开展的工程之一，是在位于天津和保定之间绵延约80英里的两大湿地“东淀”和“西淀”之间，以及其南、北约20英里的地方挖掘引河，以排放淤泥，同时也（希望）能引出水泊中的清水。从水文角度而言，湿地可以作为集水盆地，像一个巨大的肺一样张开以吸纳每年的洪水。但对于中华帝国晚期的水利专家而言，这些湿地则成了河流淤泥的定期排放之所。然而，这些湿地本身也是一个物种丰富的大型生态系统，它们已经存在了三千多年，很可能是华北平原最富于生物多样性的地区。这里一定曾经生活着各种鹿群，包括梅花鹿和原麝，甚至也可能有过成群的麋鹿，因为残存的麋鹿就曾经被饲养在湿地北部的皇家猎苑里。同时存在的还可能有鹿的天敌狼、豹子甚至老虎，以及各种各样的水鸟，包括现在已经濒危的天鹅、野鸡和其他喜欢在沼泽地带生活的鸟类，如红翅黑鸟和黄鹂。像东淀和西淀这样巨大的水面，肯定也是候鸟迁徙路线上的一个栖息地，以及各种贝类、鱼类和龟类的乐园。
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随着东淀和西淀的日益淤塞，农民开始将其垦为农田。事实上，到19世纪后期时，该地区的富户已经对这些肥沃的河底泥进行了开垦和耕作，东淀的规模也缩减到了先前的三分之一，当时一位重要的督抚曾经预测这里最终会消失，事实的确如此。今天，北京周围的河流已经很少有水流了，它们绝大部分都在更上游的位置就被拦截和储存到了为首都北京而建设的水库里。
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李明珠书中的这段话值得我们在这里转述：
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在经过了几个世纪的环境变迁之后，结果就是如此。18世纪水利管理的成功——包括永定河的平稳，千里堤周边的有序灌溉，携带着淤泥的河水得以排入水泊等——都在鼓励着人们进一步密集地开垦利用水泊和堤坝或其附近的土地。由于淤积的土壤非常肥沃，农民们也就愿意承担这些偶然发生洪水的风险，政府也通过诸如减免税收等赈济饥荒的方法对这些风险起到了缓冲的作用。随着定居人口的日益密集，每次自然灾害的风险和救灾成本也越来越高。在很大程度上，19世纪的生态危机也是由18世纪帝国工程所导致的，体现了工程的效果。1890年代洪水中（传教士）描述的河床变化和奇怪的地形，正是几个世纪以来挖掘引河和修筑堤坝遗留下来的产物。每场暴雨过后，地面“一片汪洋”的描述在1890年代以后至少半个世纪的时间里被经常使用……尽管自清代初期以来花费了数百万两白银，搬运了数以吨计的土石和稻草，消耗了无数繁重的劳工，但河水的状况仍在日趋恶化，“一劳永逸”的希望最终还是化作了泡影。[48]
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当然，由于华北地区包括淮河流域自汉代以来就一直进行农业耕作，宋代又砍伐了大量森林，所以这里成为中国最早出现环境退化迹象的地区也并不令人吃惊。人类治水的愿望往往以各种不同的方式适得其反，导致更大的环境问题和生态破坏，有时还不如不去干涉这些河流和周边的生态系统。但至少自公元前8世纪以来，中国的汉族人民就已经开始在华北平原的河流上筑造堤坝了，这种可以控制而且应该控制自然的思想在中国的历史上由来已久，但有时候也会对自然生态和人类自身带来危险。华北平原在古代曾经有过数以百计的湖泊和湿地，但到1980年代时只剩下了20个。位于北京南面的皇家围场在乾隆时期还有117处泉水和5个大湖，今天已经全都没有了。[49]
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华北平原的环境退化对社会、经济和政治都产生了影响。我们首先来看水泊和湿地的损失，该地区的野生动物和生物多样性当然受到了影响；而且，当地人的生活也依赖于这些湿地，更直接地说，他们需要其中的动物和植物作为食物和药物——鹿和鱼都是人类营养物质的重要来源。但和中国其他一些地区一样，随着这些湿地自然生态系统的单一农业化，人们也就失去了这些可以提供多种补充营养物质的自然膳食蛋白质来源。于是，华北的人口就变得越来越依赖于耕地出产的粮食，而一旦庄稼歉收——随着华北发生洪水和旱灾频率的增加，这种情况也越来越多——人们就会面临粮食短缺，整个地区都会遭受饥荒的打击。1876—1879年、1917年、1920—1921年，以及1928—1930年所发生的大饥荒，都造成了数以百万计人口的疾病和死亡，也带来了“饥荒的中国”这一称谓。[50]
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因此，各地出现的匪患也就不足为奇了。这些盗匪会以不同形式与其他一些当地和全国性事件相结合，进而形成叛乱或起义，其中起源于华北平原、规模最大的起义就包括捻军（1851—1863年）、义和团（1899—1900年）和红枪会（1911—1949年间零星发生）。1940年代，中国共产党在这一地区建立了抗日根据地，并在日本战败后继续与国民党军队作战。[51]事实上，生态退化是农村贫困化的重要原因，因而，毫不奇怪，中国农村最贫困的地区也向共产党人提供了重要的支持。[52]
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华北平原的社会动乱、起义和革命并不完全是由环境条件所导致的，但正如裴宜理和周锡瑞所指出的，我们对于这些社会运动的理解或解释，也不能脱离相关的环境条件和生态退化过程。
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长江流域
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在第五章中我们已经考察了华中地区和长江下游地区所面临的生态变迁和挑战，这里就不再重复相关史料了，只简要回顾一下结论：山区的森林砍伐导致了水土流失和洞庭湖沼泽地区的泥沙淤积，随着洞庭湖周边地区对沿岸低地的不断开垦，湖面积和蓄水量不断下降，洞庭湖也因此而逐渐失去了吸纳周期性（和可预测）洪水的能力。
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在位于洞庭湖北面、长江及其支流汉水之间的江汉平原，长期以来的水文变化也引起严重的生态问题（部分内容参见第五章）。这里原本是一片巨大的水泊，但也已经逐渐被长江和汉水的沉积物所填充，到宋代时，已经成为“成千上万个星罗棋布的湖泊和小沼泽”。堤坝和圩垸将该地区转变成为高产量和输出稻米的农田，但由于这些稻田在开垦前原本都是沼泽地，比河面更为低洼，因而随着泥沙在河床的不断沉积，堤坝和圩垸也必须越修越高，这个农业区每年所面临的防洪排水困难也在与日俱增。因堤坝失修而导致的决口日益增多，洪水的危险也不断增加，到18世纪时，有些田地已经成为永久性的涝区。19世纪里的洪水淹没了更多的地区，当地农民于是开始种植那些能在汛期洪水到来之前成熟的作物或水生植物，有些人则完全放弃了农耕，转而从事渔业。[53]
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