西汉侍郎郑吉率兵1500人屯田车师。西汉在乌垒（今轮台县境内）设立西域都护府，任郑吉为西域都护。所有这些胜利，都离不开凉州刺史部管辖地的倾力支持和后方依托。
东汉初年，匈奴占据了部分西域地区，凉州又成为出击匈奴、收复西域的最前沿。
东汉王朝派遣凉州牧窦固率河西兵大败匈奴，收复了伊吾等失地，重新打开通向西域的门户。
大将军窦宪出镇凉州，后以此为后方基地，平定匈奴。即使在东汉后期，凉州依然为争夺西域贡献力量。
可见，整个两汉时期，凉州成为朝廷经营西域、击败匈奴稳固的桥头堡垒。
西汉扬雄认为凉州是京都长安的门户和屏障。东汉名将虞诩认为，如果放弃凉州，那么京畿地区便成为边塞，从而使皇家园陵失去屏障。
汉朝还在凉州地区筑长城、立亭障、置烽燧，以加强防御措施。霍去病击败匈奴、打通河西走廊之后，汉王朝就下诏修筑自永登经武威至酒泉的长城。
汉长城按墙体和壕沟（壕堑）两种形式修筑，其间燧、墩、堡、城连属相望，所谓“五里一燧，十里一墩、卅里一堡，百里一城”。遇到敌情，烽燧递传，日达千里而至长安。
险要的地理位置以及雄兵、要塞，让凉州成为守护长安的坚固屏障，也为古丝绸之路的畅通提供了安全保障。
西汉占据河西走廊之后，逐步开始在河西四郡屯田。这是西汉在河西地区屯田的开始。由于河西一带水资源丰富，且土地平整，军民屯田的积极性很高。
凉州是西汉时期最早实行屯田制的地区之一。西汉为经营这一地区，先后组织了几次大规模的移民活动，把中原地区的贫民迁徙到河西屯田。
随着移民屯田政策的不断延续，到了西汉中晚期，凉州的农耕经济规模，逐渐超过了传统的游牧业，商贸交流不断扩大，经济社会发展水平日趋接近中原地区。
从西汉开始的屯田，是凉州历史上第一次具有划时代意义的大开发。到了东汉，凉州的农田水利、教育文化继续发展。
与逐年发展的农业相辅相成的是，凉州传统的畜牧业仍然十分发达，《汉书·地理志》记载：“自武威以西地广民稀，水草宜畜牧，故凉州之畜为天下饶”。
凉州的农牧业经济不断发展，为两汉抗击匈奴、远征西域、镇压羌胡叛乱提供了后勤保障及大量战马，同时为丝绸之路的畅通提供了方便条件。
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