1885年10月，清廷宣布台湾建省，刘铭传被清廷委任为台湾首任巡抚。他在任职的6年间，对台湾的政治、军事、经济等方面进行了全面的改革，使台湾的局面为之一新，从此台湾开始步入近代化的先进省份。

　　清初，台湾仅一府三县。刘铭传任巡抚以后，按照省的设置，在台湾设三府一州十一县五厅，将台湾分为南、中、北和后山四路。中路为台湾府，下设台湾、云林、苗粟、彰 化四县及埔里社厅。南路为台南府，下设安平、嘉义、凤山、恒春四县及澎湖厅。北路设台北府，下设淡水、宜兰、新竹三县和基隆厅。后山设台东直隶州，下设卑南、花莲两厅。这套行政设置，奠定了今日台湾省行政区划的基础。

　　刘铭传认为，加强军备、巩固国防应放在治国之首位。台湾位于海防要地，更应加强国防建设。为了强化台湾的防御能力，他在基隆、沪尾、旗后、澎湖赶修了10座新式炮台。其中澎湖4座，基隆和沪尾各2座，台南原有炮台1座，又添筑了1座，安平炮台1座。随后，又设法向英国购买阿马士顿后膛炮31尊以及一批水雷，布设在海港人口处，防御敌人的入侵。经过新的部署，火力比以前增加了数倍。刘铭传又吸取了中法战争中台湾方面没有战舰不能与敌人进行海战的教训，向国外定制了炮舰数艘。刘铭传在台北开设厂军械机器制造间和军械所，聘请德国工程师，自己制造枪支弹药，解决一旦出现战争，遭到敌人的封锁而出现的军备困难问题。

　　刘铭传很注意学习西方军事技术，并用以建设军队。他要求部队做到“严肃营规，认真操练，挽回积习，以备捍乱保邦”。为此，他对全台国防军进行了整编，根据裁弱留强的原则，将原来40营兵整编为35营。所编士兵一律更新装备，练洋操，习洋枪，学习军事理论，通晓外国战术。经过整顿，部队的战斗力大大加强。

　　刘铭传还非常重视对澎湖地区的设防，他重新调整了澎湖的布防，将台湾省仅有的31尊新式火炮中的17尊，配备在澎湖的炮台上。同时，他把台湾惟一的一艘军舰“海镜号”拨给澎湖驻军调用。为了强调澎湖的战略重要性，刘铭传提高了澎湖驻军的级衔，由原来的副将级提升为总兵级，派熟悉外洋火器的吴宏洛为澎湖镇总兵，增加驻军4000人，使澎湖成为台湾最强的防务要地。

　　刘铭传上任之时，台湾的财政入不敷出，主要原因是田赋紊乱，税收虚糜。刘铭传于1887年在台南台北两地分设“清赋总局”，选派得力官兵30名，分赴各县，丈量土地。将台湾土地改“甲”为“亩”，计亩升科，将田地编立字号，登记册籍，仿照江南实行的“一条鞭法”收税。经过丈量以后，台湾田赋混乱的状况得以扭转。原来每年征收的田赋额银仅有 18万两，清丈田地以后，全年征银达到67万两。为了整顿税收，刘铭传在台北设立“厘金总局”，对各种厘金进行清理，竭力堵塞漏洞，以求涓滴归公。整顿以后，台湾全省年财政总收入从原来的90万两，激增到300万两，高时达到450万两。

　　刘铭传在台北成立了铁路总局，筹划修建一条纵贯南北的铁路。他克服种种困难，终于在1893年建成了台湾第一条铁路。铁路北起台北，南抵新竹，全长68公里。铁路的修成，大大地促进了台湾北部地区经济的发展，不仅改善了北部地区人民的交通状况，而且对加强北部地区的防务，起到了很大的作用。

　　与此同时，刘铭传大力发展台湾的邮电事业。1887年底，他撤除了旧式驿站，在台北创设

　　刘铭传看到台湾资源丰富，可开发和利用的资源很多，他先设立了煤务局，采用官督商办的方式，投资40余万两，购买新式开掘机采煤、日产煤百余吨。同时，他又相继开发了许多中小煤矿。到1891年，全台煤产量已达7.7万吨。1886年，刘铭传在台北还设立了磺务局，在沪尾开办了硫磺厂。自1886年至1890年四年间共生产硫磺122万斤，每年收纯利约4000两白银。此外，刘铭传陆续设立厂煤油局、代木局、蚕桑局、樟脑总局，组织开发各种资源，发展经济。

　　刘铭传在台湾进行的近代化建设是全面的，涉及到政治、经济、军事、文化等各个方面，反映了历史潮流的发展，代表了地主阶级内一些有识之士的政治主张，其内容具有一定的进步性。

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