此战过后，槟城师的势力不断扩大，控制了槟城岛的大部分地区和马来亚半岛北部的部分丛林，成为日军在南洋的心头大患。日军多次调集重兵，对槟城师的秘密基地进行“清剿”，但陈文彬凭借灵活的游击战术和民众的支持，总能巧妙地避开日军的锋芒，同时抓住时机反击，让日军遭受巨大损失。槟城师的游击战，不仅牵制了日军的大量兵力，使其无法向其他地区增援，还为南洋华人自卫军的其他部队提供了宝贵的游击战经验，成为南洋抗战的重要支柱。
1942年4月，太平洋战场的日军在占领新加坡、槟城等战略要地后，将目光锁定在荷属东印度的核心城市——泗水。泗水位于爪哇岛东北部，是荷属东印度的第二大城市，也是南洋重要的港口和工业中心。更重要的是，泗水周边地区拥有丰富的锡矿和石油资源，锡矿产量占世界总产量的30%，石油产量占东南亚总产量的20%，这些战略资源是日军维系战争机器运转的生命线，日军发动太平洋战争的重要目的之一，就是夺取南洋的战略资源，以支撑其长期战争。
为了占领泗水，日军南方军司令部调集第16师团，在师团长森冈皋的率领下，对泗水发起猛攻。日军投入了3万兵力、80辆95式轻型坦克和100架零式战斗机，企图凭借兵力和装备优势，一举攻克泗水。此时，荷属东印度殖民军已溃不成军，仅能组织少量兵力进行抵抗，守护泗水的重任，再次落到了南洋华人自卫军泗水师的肩上。
泗水师师长李明远，是兴南国防军的老兵，年近40的他，曾参加过华国淞沪会战和徐州会战，在战场上历经生死，积累了丰富的攻防战经验。他深知泗水的战略重要性，一旦泗水失守，日军将获得充足的战略资源，南洋抗战的形势将更加严峻。因此，李明远在日军进攻前，便下令泗水师的2.5万将士，在锡矿和油田周围构筑坚固的防御工事，形成“核心防御+外围警戒”的防御体系。
泗水师的防御工事堪称坚固：在锡矿和油田的核心区域，修建了钢筋混凝土碉堡群，每个碉堡配备重机枪和反坦克炮，形成交叉火力网；在外围区域，挖掘了反坦克壕沟，布设了大量地雷；同时，依托兴南援助的105mm榴弹炮、37mm反坦克炮和40mm高射炮，构建了多层次的火力支援体系。这些武器装备，是兴南通过海上秘密通道，历经数月艰难运输送达泗水的，其中105mm榴弹炮的射程达12公里，能有效打击日军的集群目标，成为泗水师的“杀手锏”。
1942年4月10日，日军对泗水发起正式进攻。日军的零式战斗机首先对泗水的防御工事进行狂轰滥炸，炸弹密集倾泻，碉堡群、战壕被炸毁，尘土飞扬；地面上，日军的坦克集群如同钢铁洪流，向泗水师的防线发起冲锋，步兵则紧随其后，在炮火掩护下发起一波又一波进攻。泗水师的将士们依托防御工事，展开殊死抵抗：105mm榴弹炮的怒吼震耳欲聋，炮弹精准砸向日军的坦克集群和步兵方阵，炸开一朵朵黑色烟柱；37mm反坦克炮瞄准日军坦克，逐一将其击穿；“兴南2式”通用机枪以650发/分钟的射速，在阵地前织成密不透风的火力网，日军步兵成片倒下，鲜血染红了阵地前的土地。
战斗打得异常惨烈，日军的进攻一波比一波猛烈，泗水师的将士们伤亡不断增加，但没有一人退缩。在油田的保卫战中，日军为了夺取油井，派遣一支敢死队，企图放火焚烧油井。泗水师的士兵们发现后，立即冲上前去，与日军敢死队展开激烈的肉搏战。上等兵王虎抱着炸药包，冲向日军的一辆坦克，拉响引信后与坦克同归于尽；班长李伟在身中数刀的情况下，仍死死抱住一名日军士兵，与其一起坠入油井旁的深沟中。将士们用生命守护着油田的安全，确保油井不被日军破坏。
日军的进攻持续了一个月，泗水师的防线虽然多处被突破，但始终坚守着核心区域。5月中旬，兴南海军的“南洋号”航母战斗群在泗水外海与日军舰队展开激战。“南洋号”航母搭载的60架舰载机，对日军舰队发起猛攻，炸弹如同雨点般落下，日军3艘驱逐舰、5艘运输船被击沉，日军的海上补给线被切断。同时，航母战斗群还为泗水师运送了大量的武器弹药和粮食药品，极大地缓解了泗水师的补给压力。
得到补给后，李明远决定发起反击。他集中泗水师的剩余兵力，分成三路，对日军的侧翼发起猛攻。此时的日军，由于海上补给线被切断，弹药和粮食短缺，士气低落，战斗力大幅下降。面对泗水师的反击，日军难以抵挡，被迫向后撤退。泗水师趁势追击，逐步收复了被日军占领的部分地区，将日军赶出了泗水市区。
泗水保卫战以泗水师的胜利告终。此战，泗水师共歼灭日军2.5万余人，击毁坦克50辆、飞机30架，缴获步枪1万余支、火炮20门，成功守住了泗水的锡矿和油田，确保了兴南和南洋华人自卫军的战略资源供应。泗水师也付出了沉重的代价，伤亡达1.2万余人，无数将士为了守护战略资源，长眠在泗水的土地上。
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