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《旧唐书·龟兹传》称：“先是太宗既破龟兹，移置安西都护府于其国城。以郭孝恪为其都护，兼统于阗、疏勒、碎叶，谓之四镇。”而安西都护府由西州迁往龟兹，扩大为安西大都护府后，随即同时设立了龟兹、于阗、疏勒、碎叶四镇，后来曾以焉耆代碎叶。这个镇主要是管理、组织、指挥戍边的军队，属于国防机构。《新唐书·兵志》：“唐初，兵之戍边者，大曰军、小曰守捉、曰城、曰镇、而总之者曰道。”又说“其军、城、镇、守捉皆有使，而道有大将一人，曰大总管，已而更曰大都督”。
  龟兹镇由于其任务是主管戍边军队，受大都护及后来的节度使的直接指挥，因而其军事机构必然和大都护府设在同一地点，即龟兹王城内或龟兹王城附近。这种镇都设有镇守使，负责指挥调度军队。贞元五年（789年）高僧悟空经过天山南路时，曾记下了当时各镇守使的姓名：“疏勒（一名沙勒），时王裴冷冷，镇守使鲁阳..次至于阗（亦云于遁，或云豁丹）..王尉迟曜，镇守使郑琚..次威戎城，亦名钵浣国，正曰怖汗国，镇守使苏岑。..至乌耆国，王龙如林，镇守使杨日祜。”①而悟空至安西时，未提到镇守使的姓名，只说了四镇节度使，安西副大都护兼御使大夫郭昕，可知龟兹镇的镇守使由四镇节度使、安西副大都护郭昕兼任，悟空所以不写龟兹镇守使之名，原因就在此。
  龟兹镇的驻兵制度及其兵额，据《旧唐书·吐蕃传》称：“贞观中，侯君集平高昌，阿史那社尔开西域，置四镇，前王之所未伏，尽为臣妾，秦、汉之封域，得议其土境耶！于是岁调山东丁男为戍卒，缯帛为军资。有屯田以资糗粮，牧使以娩羊马。大军万人，小军千人，烽戍逻卒，万里相继，以却于强敌。”高宗时罢四镇戍兵，无异使天山南路不设防，致使吐蕃乘隙而入，攻陷四镇，直至武后长寿元年（692年）王孝杰始克复四镇。鉴于前次罢戍兵的失策，即重新恢复四镇，并置兵三万人。于是吐蕃贵族如芒在背，无所逞其威，因而一再向唐廷请罢四镇兵，遭到唐廷拒绝。由是吐蕃屡图侵扰四镇，均难得逞。
  至唐玄宗开元年间，增设安西节度使，与安西大都护府同治龟兹镇内，统龟兹、焉耆、疏勒、于阗四镇，其管戍兵二万四千人，马二千七百匹，衣赐六十二万匹段。以上所说戍兵三万人及后来的二万四千人，都是指的以汉军为主的中原戍兵，并不包括少数民族的地方武装在内。而以汉军为主的内地戍兵在各镇所驻戍兵数，历来史书均未说清，也无具体史料可据，所以只能就其总数而言。
  驻扎在龟兹镇的卫戍部队究在何地，史书未载。根据考古发掘，很可能位于龟兹王城东北7公里的明田阿达古城就是龟兹镇所在地，也即汉兵驻守安西都护府的中心地，正好起着拱卫安西都护府城的作用。据黄文弼教授指出：“明田阿达古城在库车县城东北约7公里..靠近胡木利克村。古城遗址东为伊苏巴什河，西为乌恰河，南为乌库公路，北倚却勒塔格山。在伊苏巴什河与乌恰河之间的台地上，中间有一个面覆沙碛的高岭，古城遗址即坐落其上。古城有内外两重。”①由此可知，两河中间夹一高台地，地势险要，用水又方便，在城周围进行耕垦也很方便，适宜于较多驻军的防守。现残存的内城为长方形，面积东西150米，南北72米，城墙夯筑，残高约1米，宽1～2米不等。城内有两个大土台，在内城之南和西南有17个方形土坯台。于外城内外也都有土坯台，可知该古城构造较复杂，范围较大。重要的是在城中曾出土有汉文残纸，上书有“左卫率府广济府卫士王万二千口杂字”。黄文弼教授认为：“‘王万二千’应为‘三石二斗’之误写，为卫士在本州应给于之粮。”②我认为这个说法并不确切，“王万二千”可能是“一万二千”之误，即指当时龟兹镇的驻兵数，而内外两重城完全能容纳这样多驻兵数。所称出土的左右卫率府广济府卫士，即指唐时太子武官。《旧唐书·职官三》云：“太子左右卫率府..掌东宫兵仗羽卫之政令，总诸曹之事。凡亲熏翊府及广济等五府所属焉。”可知广济府属于左右卫率府，则广济府卫士曾被征戍龟兹，所以会在明达古城中出土广济府卫士的残纸。从这也可作为这里是唐代龟兹镇兵所在地的有力佐证。