元朝建立統一之後，在全國建立了10個行省，改變了唐宋以來的道路制。元朝此舉的影響對中國行政區劃的影響非常之大。從此之後，行省制經過不斷的演變，成為了今天的省制，也就是說省制在中國延續了将近800年。為什麼元朝的省制會獲得成功呢？
一，行省在實作集權的前提下提高了效率
在元朝之前，中國的地方制度是郡縣制或者州縣制。公元前221年，秦朝統一六國，在全國推行郡縣制，标志着中央集權體制的正式形成。此後，中國的地方體系就在秦朝的基礎上不斷演化。但是曆朝曆代都難以解決地方區劃的基本沖突，也就是集權和效率的沖突。
當集權過度，那麼地方的行政積極性就降低，行政效率大下降。與此同時，地方官員的數量會大量增加，地方官僚機構冗雜，使得國家财政負擔加重。集權過度也會導緻地方應對外患的能力下降，難以抵禦周邊民族的侵擾。北宋就是集權過度的一個例子。到了王朝末期，為了鎮壓農民起義，朝廷又會向地方下放權力，但是又使得地方割據勢力坐大，導緻國家崩潰，東漢、唐朝就是如此分崩離析的。
是以，如何在保障中央集權的條件下提高行政效率成為了一個棘手的問題。而從東北來的金國卻提供了一種新的思路。金國滅北宋之初，在燕京設定了行台尚書省，作為尚書省的分支機構。行台尚書省由尚書省派出，在地方擁有較大的軍政自主權，有利于金國對中原的控制。海陵王遷都燕京後，行台尚書省被廢除，但是這種模式卻流傳了下來。
金國末期，為了抵禦蒙古入侵，就給予地方較大自主權，在全國各地設定行尚書省。蒙古征服中原之後，開始學習中原的政治體系。窩闊台時期，蒙古在中央設立了中書省，作為全國最高的行政機構。1251年，蒙哥在燕京設定行尚書省作為蒙古經營漢地的最高機構。此外，蒙哥還在西亞設定了阿姆河等處行尚書省。行尚書省就是元朝行省制的萌芽。
行省往往掌握着地方的行政、軍事、财政等大權，自主性較強，适應了蒙古帝國擴張的需要。和宋代的路相比，行省的管轄範圍非常之大，權力也增大，行政積極性提高。同時，行省是中央機構的派出機構，其主要官員來自于中央，而不是從地方選出。錢穆說“行中書省就是一個行動的中央政府，宰相府的派出所。分駐在這個地方來管事。”因而行省的權力來自于中央，他受到中央最高行政機構的節制。從這一點來說，行省制解決了集權和效率的沖突。
二，行省制打破了山川形便為依托的傳統區劃
忽必烈建立元朝後，将原來的行尚書省更新為了中書省，成為了全國最高的行政機構。為了适應形式的變化，忽必烈在中原設定了十路宣撫司，同時在河東、西夏、四川、河南、東京（遼東）、雲南等地區設定了行中書省，作為中書省的派出機構。這些行省長官都是中央的平章政事等官員擔任，同時具有臨時性質。
元朝滅南宋之後，又在南方設定了準東、湖南、隆興、福建四行省及十一道宣慰司。為了征服日本、占城、緬甸等，曾經設定了征東、占城、緬中等行省。在元朝建立之初的10年中，行省基本是因為軍事征服而設定，改動非常之大。1286年規定行省長官不再系都省（中書省）相銜，隻稱某處行省，這标志着行省開始轉為地方的行政機構。到了元朝中期，行省的數量和區域也固定了下來，形成了嶺北、遼陽、河南江北、陝西、四川、甘肅、雲南、江浙省、江西、湖廣十大行省。
元朝設定各行省的主要目的也不盡相同。其中嶺北行省是為了控制“太祖肇基之地”，防止蒙古藩王造反；江浙、湖廣、江西三省，主要是為了鎮壓江南的反抗勢力，同時征收賦稅；陝西、四川、雲南、河南江北四行省，作為控制天下的咽喉，因而駐紮有大量的軍隊。元朝初期的行省，類似于現在的軍區。
因為元朝行省的建立和軍事征服密切相關，因而行省總體上就形成了“以北制南”的格局。行省的省會一般設定在行省的北端或者水路交通咽喉。例如，元朝設定的江浙行省控制了福建、江西行省控制了廣東、湖廣行省控制了廣西。如此，使得嶺南地區的門戶向北方洞開，有利于元朝對嶺南地區的軍事控制。
自古以來，中國的行政區劃都按照山川地理形勢來劃分，如此有利于地方經濟文化的交流，但是也使得地方軍閥能夠據險而立。元朝推行以北制南，打破了山川形勢的格局，使得地方軍閥難以立足。如四川的漢中地區被劃給了陝西行省，使得四川行省缺乏了北方屏障。
三，行省制的發展和調節
元朝行省制保障了中央集權，提高了地方行政效率，有利于防範地方割據，使用了元朝大一統的需要。但是元朝的行省制也有幾個重要的缺陷，一是行省管轄範圍過大；二是過度打破山川形便，不利于地方經濟的發展；三是将路府州縣的權力剝奪過多，導緻地方行政功能下降。是以，行省制必須要不斷改進才能繼續保持生命力。
明朝建立後，繼承了元朝的省制，加以改造。首先，明朝增加了省的數量，減少了省的管轄範圍，最終形成了兩京十三省的局面；第二，将行省拆分為了布政使司、都指揮使司、提刑按察使司三部分，合稱“三司”，分别掌管一省的行政、軍事和司法權。如此，行省的權力遭到了削弱；第三，調整行省邊界，時期更加符合山川形便。
但是明朝過度分權，又再次出現了北宋出現的問題，也就是地方行政效率低下，财政負擔加重。為了解決這個問題，明朝在後期逐漸在省設定巡撫或者總督，節制地方的财政、軍事、行政等大權。到了清朝，繼續在此基礎之上發展，使得總督成為了最高的地方長官。是以，省制經過明朝的分權，最終又演變回了集權。
省制在明朝的演變過程中，不斷嘗試和優化，最終形成了穩定的體系。到了清朝時期，内地被劃分為了18個省，後期又在新疆、東北、台灣等地設省，基本奠定了今天行政區劃的版圖。在演變的過程中，行省不斷适應社會的發展而調整，最終延續到了今天。
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