虎思斡耳朵大捷的餘波，如同投入平靜湖面的巨石，迅速向西擴散。亦列河以西的西州諸城，聞宋軍兵鋒之盛，無不震恐。
光啟三年九月初， 宋軍主力進抵碎葉以西的怛羅斯。這座曾見證大唐與阿拉伯帝國巔峰對決的古城，如今城門大開，城中葛邏祿、康裡等部酋長，率眾出城十里，獻上戶籍圖冊，表示願歸順大宋。
“碎葉、怛羅斯，皆漢家故土也。今王師再至，復我舊疆，此乃天意！”
吳玠立於怛羅斯城頭，眺望西方，感慨萬千。
他深知，再往西，便是陌生的花剌子模故地，那裡曾是成吉思汗西征的第一個犧牲品，如今則是蒙古察合臺汗國與金帳汗國勢力交錯的混亂地帶。
“大帥，西州諸城，自唐末淪陷，已二百餘年。今雖懾於我軍兵威而降，然民心未附，且地廣人稀，部族雜處，若不留重兵鎮守，恐我軍一去，復為蒙古所乘。”參軍劉子羽進言道。
吳玠頷首：“子羽所言極是。欲長治久安，必設官置府，移民實邊，興文教，通商旅，使此地永為華夏藩籬。”
九月初十，吳玠在怛羅斯召集諸將及歸附各部酋長大會。
“諸位，自碎葉以西，至藥殺水、烏滸水，本漢唐安西都護府所轄。今蒙陛下天威，王師再定西域，收復故土。本帥奏請朝廷，於怛羅斯重設安西都護府，統轄西州軍政，鎮撫諸夷，屏衛西陲！”
吳玠聲音洪亮，傳遍全場。
眾將及諸酋聞言，皆肅然起敬。安西都護府，這個象徵著漢唐極盛榮光的名字，時隔兩百餘年，再次響起在西域的土地上。
“命，劉子羽為安西都護府首任都護，加兵部侍郎銜，總攬西州軍政；命，楊政為安西副都護，兼兵馬都總管，統兵兩萬鎮守；命，高昌世子亦都護為安西都護府長史，協助安撫諸部。”吳玠隨即宣佈任命。
“末將遵命！”三人出列領命。
隨後，吳玠頒佈了《安西都護府治理方略》：
一、 行政建制，分而治之
以怛羅斯為治所，設立安西都護府。
下轄碎葉、怛羅斯、訛答剌、撒馬爾罕四鎮，各設鎮守使。
廢除蒙古“達魯花赤”制度，恢復唐制，設刺史、縣令治理民政。
對於歸附的葛邏祿、康裡、烏古斯等游牧部族，實行“羈縻府州”制度，酋長世襲，但須接受都護府冊封，繳納貢賦，提供兵員。
二、 駐軍屯田，以固根本
留宋軍精銳兩萬，分駐四鎮。
其中騎卒一萬，步卒一萬，配屬火炮五十門。
推行軍屯， 於怛羅斯、碎葉等水草豐美之地，授田予軍士，戰時為兵，閒時為農，三年後自給自足。
並招募中原百姓、西域流民屯墾，每戶授田百畝，免賦三年。
三、 興辦義學，推行漢化
於怛羅斯設立“安西學宮”， 招收諸部子弟入學，教授漢文、儒經、算術、律法。刊印《四書五經》《大宋律例》，頒行諸部。 鼓勵漢人與諸部通婚，凡娶漢女者，賜田五十畝；嫁漢男者，賜妝奩銀百兩。
四、 重開絲路，以商富邊
在怛羅斯、撒馬爾罕設立“市舶司”， 招徠大食、波斯、拂林等國商隊。減免商稅，提供護衛，保護商路安全。 鼓勵中原商賈西來，販運絲綢、瓷器、茶葉、紙張，換取西域的駿馬、玉石、香料、藥材。
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