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只要旅順繼續掌握在俄國手中，它的艦隊就隨時可威脅在南滿登陸的日軍的海上交通線。不佔領旅順，日軍無法在東北進行大規模的地面作戰。（圖為：第三次總進攻期間，日本從國內調來第七師團負責攻打203高地，圖為第七師團第二輜重監視隊於大連登陸。）
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因此，在將近1個月的時間內，日方積極準備對旅順的第2次進攻，專門編組了執行這項任務的第3軍(第2軍已奉命北上)，任命乃木希典為軍長。此人甲午戰爭時擔任旅長，曾一舉攻克旅順。第3軍所配備的火炮大部分是攻城炮。（圖為：第三次總進攻期間，在南山坡山準備進攻的日本士兵。）
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1904年8月7日，日軍發動進攻。首次攻佔要塞外圍前沿制高點--大孤山和小孤山。日軍以12個營對俄軍3個營。雙方為爭奪這兩個戰術要點激戰了4天。最後高地落入日軍之手。（圖為：日俄戰爭中的日軍敢死隊。）
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1904年8月10日，俄國艦隊奉阿列克塞耶夫之命，試圖突破封鎖，開往海參崴。但由於威特赫夫特准備不周，指揮失當，與日艦隊遭遇，當場戰死，其餘艦隻被迫縮回基地;部分艦隻逃到中立國港口，被解除武裝(日俄黃海海戰)。（圖為：日軍佔領203高地後，從南峰遠望旅順港。）
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1904年8月12日，俄海參崴分艦隊在蔚山海戰中被日軍上村彥之丞的第二艦隊摧毀，1904年8月19日，日軍對要塞發動首次強攻，晝夜突擊，雙方激戰到8月24日。（圖為：日軍佔領203高地後，將炮兵觀測所設在南峰，引導炮兵轟擊旅順港。）
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日軍奪佔了一些前沿工事，但傷亡約2萬人(佔總兵力1\/3)，士氣低落，自傷者大有其人。俄軍也傷亡3500人。至此，日軍放棄了迅速攻佔旅順的打算，改取長圍久困之計。（圖為：日軍佔領203高地後，觀測繪製的旅順港內艦船位置圖。）
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日方鑑於自己兵力不足，而俄國增援部隊源源開到遠東，戰爭曠日持久對己不利。唯一出路是把困在旅順的第3軍解脫出來。（圖為：1904年俄國旅順陸防司令康特拉琴科少將觀察雞冠山北堡壘被日軍炮火擊中身亡。）
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同時，俄國波羅的海艦隊正在東調途中，一旦與遠東艦隊會合，實力將超過日本艦隊。因此，日本統帥部利用沙河會戰後俄軍按兵不動之機，將全部後備力量投入對旅順的攻擊，力爭儘快奪取旅順。（圖為：第三次總進攻期間，日軍爆破俄軍東雞冠山北堡壘胸牆。）
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早在1904年8月日軍首次強攻旅順受挫之後，就加強了第3軍的兵力，運來11英寸口徑的攻城炮(該種11英寸的榴彈炮射程達到1萬碼，炮彈重達550磅，飛行中發出特殊的轟鳴，而被別稱為火車彈\ )，在旅順外圍構築了炮兵陣地和平行壕，對俄軍的防禦工事步步進逼。（圖為：1904年12月18日，日軍攻佔東雞冠山北堡壘。）
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1904年9月19日，日軍發動第2次強攻，迨至1904年10月30日，發起了第3次強攻，但仍然沒有取得重大進展。大山岩命令乃木希典交出指揮權。暫時由總參謀長兒玉源太郎指揮，兒玉對炮兵的運用遠遠強於乃木，經過調整部署後，一天就攻克了203高地。（圖為：1905年一月一日，被日軍佔領後的望臺炮臺。）
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高地的陷落，基本上決定了旅順戰局的命運。日軍在高地上建立觀察哨，校正炮兵射擊，以海岸防衛用的28cm大口徑榴彈炮轟擊俄國艦隊。（圖為：俄軍投降後，乃木希典和斯特塞爾在旅順水師營會見，並於院內棗樹下合影。）
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1904年12月15日，被俄國人稱為旅順俄軍防禦靈魂的康得拉欽科將軍斃命。1月2日俄方正式簽訂投降文書。此時俄軍尚有官兵3.24萬名，火炮610門，炮彈20.3萬發。整個旅順戰役過程中，俄軍損失4.4萬餘人，日軍損失約6萬人。（圖為：1905年一月十三日，日本第三軍舉行入城儀式，圖為日本第三軍騎兵部隊舉行入城儀式。）
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旅順爭奪戰是日俄戰爭中具有重大意義的事件。只要旅順牽制著大量日軍，只要旅順口的俄國艦隊還存在，日軍就無法決定戰爭的結局。如果俄國歐洲地區的艦隊東調，還可能改變海上形勢，並切斷日軍海上補給線。因此日軍不惜重大代價攻取旅順，歸根到底是解決日俄戰爭的根本問題--制海權。（圖為：日本第三軍司令官乃木希典及其幕僚等慶祝勝利。）
