在秦朝和西汉，长安的朝廷所制定的法律和经济政策均有利于关中的发展，而排斥隔着山脉的关外的广大平原地带，即古时所说的“关东”（函谷关以东）。朝廷借用法律力量压制帝国其他地域有势力的大族，很多大族被强制迁徙到首都附近，从全国征收上来的钱财被用于改善水利，使这个地区的生产力最大化。在秦代，郑国渠使西北地区变成了中国最肥沃的农业区。
西汉继续用关中本位的方式建造帝国的基础设施。当关中的农产品最终被证明不足以满足朝廷的需要时，汉朝政府就从东北部地区更富饶的下游冲积平原漕运谷物到首都。这是帝国历史上的一个重要发展，因为它标志着中国的政治中心和经济中心首次明确地分离。大规模的农产品运输只能以漕运的方式完成，然而在旱季，黄河不可能通航，连接黄河和长安的渭河航运效率极低且不可靠。汉武帝（前140——前87在位）耗费巨资和大量劳力来修建绕开渭河直接连接长安和黄河的运河，之后又开凿了另一条可以方便地从肥沃的汾河谷地漕运的运河。

虽然两条漕运线的主要功能是从生产力更高的东北部地区和东部地区运粮进京，但是它们也有助于改善灌溉条件。公元前111年汉武帝开凿了六辅渠以灌溉郑国渠力所不及的高地。次年他试图改善靠近洛阳的黄河支流洛水流域的灌溉。这一计划失败后，汉武帝把他的心思转向未及时处理的东部下游平原臣民的灾难，黄河瓠子决口导致了那片区域数年的大洪水。在最终堵上决口、控制了河流之后，武帝作诗自矜，然后又重新把几乎所有注意力放到了关中。他修复了损坏的郑国渠（重命名为白渠），在长安周边修筑三条新的灌溉渠，把首都和华阴城用另一条运河连接起来，着手兴建西北偏远地区的灌溉工程。他修筑的水利设施集中服务于京畿，只有在淮河流域的灌溉渠是唯一的例外。

经历了一段时期的动荡之后，重建起来的东汉王朝（25—220）于公元25年把新首都建立在中原的洛阳。投降的胡族多次被迁徙到关中，再加上中央政府无力抵御那里的叛乱，导致原来秦朝的心脏地带“胡化”。长安的地位衰落，周边的灌溉渠和运河由于缺乏维护而逐渐丧失功能。洛阳周边的黄河堤坝得到良好的维护，再往东，地方官员组织修建了小规模的灌溉工程。东汉放弃了为首都提供穿越黄河流域的长途运输，恢复了较旧的模式，使首都和其他城市一样，需就近获得物资来满足需求。

汉朝衰落后的400年里，中国分裂成几个分处南北方的短命王朝，依靠邻近地域供粮的办法继续实施。北方政权（包括三国时期的魏国、晋朝、十六国、北魏、北齐、北周和隋）照例迁徙大量汉族农民和游牧民到首都附近，以满足朝廷和城市居民的需求。317年，晋朝朝廷向南逃奔到长江下游地区后，同样依靠近郊的农地向新都城建康（今天的南京）供应所需的大部分粮食，而由刺史管辖的长江中游地区亦是如此。南方的劳动力由大量来自北方的难民和被掳掠或压迫的土著提供。
589年隋朝重新统一中国后，王朝创始人定新都大兴于长安废墟之侧，主要是因为他和他最紧密的同盟者均是西北地区半胡化的精英。然而，在关中建立一座首都是困难的，因为中国的经济中心在当时正不可逆转地向东部和南部移动。一些谷物可以先沿黄河，再沿依渭河重建的运河运到大兴城。但是大量粮食必须由几条把黄河及其支流和南方连接起来的重修的运河来输送。这项雄心勃勃的工程计划，把首都和除四川之外的帝国的每一个产粮区连接起来，并以“大运河”之名为世人所熟知。

和隋朝的皇室一样，唐朝创立者也出身于一个西北地区的军事世家，并且同样把老关中的大兴城作为首都，重新以古城长安之名命名。然而，在唐朝建立后的几十年里，帝国官僚体系的膨胀和需要供养人口的增加要求政府周期性地迁都洛阳，因为在那里可以更容易地获得食物和其他必需品。7世纪后半叶唐朝在武后的统治下陷入了与关中精英的持续对抗中，因此宣布洛阳为陪都，也是帝国的神都。武后从权力舞台上跌落之后，玄宗皇帝指定裴耀卿为转运使，负责恢复大运河及转运仓。这一工作的顺利完成使唐朝朝廷在736年得以迁回长安。

花粉含量的考古学证据显示，森林植被稳步地从河流谷地退到了山地边缘，而在京畿地区北部则完全消失了。砍伐森林引起的水土流失使向都城运送粮食的运河淤塞。因此，定都长安，集中资财和人口，适得其反地恶化环境并搞垮经济。9世纪初，诗人、散文家柳宗元在《行路难》其二中这样描述普遍发生的情景：
虞衡斤斧罗千山，工命采斫杙与椽。
深林土翦十取一，百牛连鞅摧双辕。
万围千寻妨道路，东西蹶倒山火焚。
遗余毫末不见保，躏跞磵壑何当存。
群材未成质已夭，突兀硣豁空岩峦。
显然这是一篇政论诗，被砍伐的树木象征着命运被腐败朝廷左右的才子。但森林被破坏的场景迅速出现在文人头脑中并被拿来表达一种隐喻，这暗示出在唐代青山被剥去植被是多么普遍的景象。

函谷关以东黄河长长的河段，水流放慢，河道变宽，因此挟带泥沙的能力下降，泥沙沿着河床底部不断沉积，致使水面上升冲破堤坝。随着冲蚀的继续，沉淀率上升，即使堤坝越修越高，溃堤仍然频繁发生。历代王朝记载的洪灾频度变化显示出西北地区发生的土地冲蚀的速度。在西汉最后的几十年，当关中粮食生产能力达到顶峰时，下流溃堤的频率却加快了。东汉时期，当西北地区的部分土地被抛荒，灾害发生的频率逐渐下降，并随着王朝的垮台而迅速减少。但在5世纪早期北魏重新统一华北，溃堤的频率再次开始上升。唐朝中期溃堤频度（每十年一次）只比西汉九年一次的记录稍低，但在接下来的两个世纪里骤增至三四年一次的程度。这些数据表明，不仅西北的肥沃土壤大量流失，而且东北部地区破坏性的洪水频发，带来了巨大灾害。

唐朝建立的时候，东北部地区的生产能力已经超过中原地区，这归因于其在北魏帝国及随后将帝国分裂为东西两半的内战期间的相对稳定。因此，在最初的百年里，唐朝在那里建立了两个粮仓用来储存余粮运往京师。永济渠（隋朝开凿的大运河的东北延伸段），主要服务于把东北部地区的粮食运回长安。唐朝为永济渠开辟了若干支流以改善灌溉，并从生产者那里把粮食运到主运河，还因此提高了运河水位。除了取得这些进步，农业生产还向北扩展至燕山山脉，而农牧业混合的经济形态在更远的地方取得发展。边区土地的耕种将最终导致水土流失和土壤沙化，但在唐朝，这些地区保持了生产的势头。

“安史之乱”爆发后，唐朝廷失去了对东北部的大部分地区的控制权，不再能从当地征收税粮。另外，东北部地区大规模的职业军人消耗了当地过多的资源，即使是那些忠于朝廷的藩镇也不能再将大量钱粮上缴长安，朝廷只能依靠富裕的南方提供的补给勉力维持。正如杜牧（803—853）所述：“今天下以江淮为国命。”

8世纪中叶以后，一个从西北到东南的新的地理政治轴心明确界定了唐帝国的结构。在边远的西北，朝廷控制的主要藩镇阻挡了吐蕃与回鹘持续不断的侵袭。关中与都城比邻于其东南。沿轴线向更远的东南则是肥沃的长江下游，那里为朝廷和西北地区提供了大部分的粮食和赋税。粮食和其他可能以布帛形式上缴的税赋，沿大运河向北和西北运往朝廷。在这一地缘结构中，富有而相对非武装化的南方在物资和财政上支持着因为战略原因而设在北方的首都，确定了中华帝国后期的架构。唯一的不同是后继的王朝定都在东北部地区而非西北地区。