1904年，英軍將領(lǐng)榮赫鵬率軍長驅(qū)直入，兵臨拉薩城下，彼時駐藏大臣有泰不僅未組織藏地軍民有效抵抗，反而消極避戰(zhàn)，最終英軍逼迫西藏地方簽訂《拉薩條約》，條約中不僅包含巨額賠款、開放商埠等條款，更試圖否定中國對西藏的主權(quán)，將西藏納入英國勢力范圍，清朝在藏權(quán)益遭受前所未有的損害。面對如此危局，清朝中央政府終于意識到，若再不加強對西藏的治理與管控，邊疆領(lǐng)土恐將面臨割裂風險，整頓藏地秩序、鞏固國家主權(quán)，成為清廷亟待解決的要務(wù)。

1906年末，張蔭棠僅率領(lǐng)二十余名隨從，從內(nèi)地啟程趕赴拉薩，抵達藏地時，眼前的局面遠比預想中更為錯綜復雜。彼時駐藏大臣系統(tǒng)腐敗不堪，前駐藏大臣有泰庸碌無能，在英軍入侵期間毫無作為，地方吏治混亂不堪；部分西藏地方宗本等官員在英國勢力的利誘下往來密切，甚至出現(xiàn)親英傾向；清朝中央政府在藏的權(quán)威被嚴重削弱，僧俗民眾對清廷官員多有失望，藏地內(nèi)部人心渙散，外部英國勢力虎視眈眈，治理難度極大。

張蔭棠到任后并未急于推行改革，而是率先展開全面的吏治調(diào)查，短短數(shù)月內(nèi)便掌握了駐藏官員貪腐瀆職的大量實證。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，有泰的失職遠超消極抵抗，1904年英軍侵入拉薩周邊時，有泰不僅未籌措軍備組織反擊，反而以“犒賞聯(lián)軍”為名，耗費藏地庫銀數(shù)十萬兩，向英軍輸送牛羊米面等物資，此舉不僅助長了英軍氣焰，更讓清廷在藏威信掃地。掌握確鑿證據(jù)后，張蔭棠立即上奏清廷，詳細列舉有泰“庸懦昏憒，貽誤事機，貪墨公款，媚外欺內(nèi)”等十大罪狀，懇請朝廷嚴懲以正綱紀。清廷接到奏折后震怒，當即下令將有泰革職查辦，隨后押解至張家口充軍，這一舉措在藏地官場引起極大震動。

在整頓漢官隊伍的同時，張蔭棠對立場有偏的西藏地方官員也采取果斷措施，日喀則、春丕等邊境要地的宗本，因長期與英國殖民官員往來密切、存在親英言行，被悉數(shù)撤換；同時提拔一批立場堅定、堅決抗英的藏族官員，其中堅決抵抗1904年英軍入侵的澤仁代本被調(diào)至拉薩，委以軍務(wù)重任，負責整頓藏地地方武裝。一系列舉措迅速扭轉(zhuǎn)了藏地的政治氛圍，原本渙散的人心逐漸凝聚，清朝中央政府在藏權(quán)威得以初步恢復。

張蔭棠的治藏工作，始終以維護國家主權(quán)為核心，而這一目標首先在外交舞臺上得以彰顯。早在1905年，尚未就任駐藏大臣的張蔭棠，便以中方談判代表的身份前往印度加爾各答，參與中英關(guān)于《拉薩條約》的重新修訂談判。談判桌上，英國代表態(tài)度強硬，企圖延續(xù)《拉薩條約》中的不平等條款，進一步將西藏劃為英國的“保護地”，提出諸多損害中國主權(quán)的要求，甚至試圖否定清廷對西藏的管轄資格。

基于這一理念，張蔭棠提出具體行政架構(gòu)調(diào)整方案，建議清廷在西藏設(shè)立“西藏行部大臣”，總攬全藏軍政要務(wù)，行部大臣之下設(shè)參贊、參議等輔佐官職，分掌民政、軍務(wù)、外交等事務(wù)；在亞東、江孜、噶大克等邊境戰(zhàn)略要地與經(jīng)濟重鎮(zhèn)，設(shè)置道府、同知等行政機構(gòu)，強化中央對關(guān)鍵區(qū)域的管控；同時明確“每有藏官處必設(shè)漢官”的雙軌管理模式，漢官負責傳達中央政令、監(jiān)督政務(wù)執(zhí)行，藏官負責處理地方具體事務(wù)、協(xié)調(diào)僧俗關(guān)系，二者相輔相成，兼顧中央集權(quán)與地方自治。

1907年，張蔭棠向清廷呈遞《治藏十九條》與《西藏善后問題二十四條》兩份奏折，系統(tǒng)梳理藏地治理弊端，提出全面改革方案，其中最核心的內(nèi)容便是設(shè)立九大專業(yè)管理局，構(gòu)建現(xiàn)代化行政體系。交涉局專責處理對外交涉事務(wù)，對接英國及周邊諸國殖民官員，維護藏地涉外權(quán)益；督練局負責整訓藏地軍隊，推進軍事現(xiàn)代化；財政局統(tǒng)籌藏地稅收征管、財政預算與庫銀管理，規(guī)范收支秩序；學務(wù)局主導藏地教育興辦，推廣新式學堂；巡警局參照內(nèi)地模式建立現(xiàn)代警察制度，維護地方治安；裁判局負責司法審判，厘清司法與行政界限；工商局主管工商業(yè)發(fā)展，扶持本土手工業(yè)與商貿(mào)往來；路礦局統(tǒng)籌交通建設(shè)與礦產(chǎn)開發(fā)；鹽茶局規(guī)范鹽、茶兩大民生物資的專賣管理，保障民眾需求同時增加財政收入。

這套行政改革方案，是西藏歷史上首次引入現(xiàn)代行政管理理念，試圖徹底改變此前駐藏大臣系統(tǒng)權(quán)責不清、管理松散的局面。受限于當時的財政條件與藏地客觀環(huán)境，九大專業(yè)局并未完全落地實施，但其中的核心治理思路被繼任駐藏大臣聯(lián)豫繼承，后續(xù)聯(lián)豫在藏推行的多項新政，均以張蔭棠的方案為藍本，為西藏行政體制的近代化奠定了基礎(chǔ)。

張蔭棠在推進行政改革的同時，全力謀劃西藏軍事防御體系建設(shè)。彼時英國在印度北部邊境駐扎大量軍隊，配備先進武器，對西藏形成直接軍事威脅，張蔭棠在奏折中明確指出，藏地幅員遼闊，邊境隘口眾多，無精銳之兵不能守土，無現(xiàn)代化軍備難以御敵，加強藏地防務(wù)刻不容緩。

結(jié)合西藏地理特點與清廷軍力現(xiàn)狀，張蔭棠制定詳細軍事改革計劃，首先請求清廷從北洋新軍中抽調(diào)六千精銳入藏駐防，這批士兵訓練有素、裝備精良，可作為藏地防務(wù)的核心力量；同時大力訓練西藏本地軍隊，計劃逐步建立四萬人的西藏常備軍，采用德國陸軍編制，每鎮(zhèn)五千人，下設(shè)步兵、炮兵、工程兵、輜重兵等專業(yè)兵種，適應(yīng)藏地山地作戰(zhàn)需求。武器裝備方面，主張為常備軍士兵統(tǒng)一配備后膛毛瑟槍，炮兵部隊配備吉林炮、過山炮等現(xiàn)代火炮，提升軍隊戰(zhàn)斗力。

為解決藏地軍事人才短缺問題，張蔭棠建議在拉薩設(shè)立西藏陸軍學堂，聘請北洋陸軍教習前來授課，教授現(xiàn)代軍事理論、戰(zhàn)術(shù)指揮與武器使用技巧；同時制定明確的士兵待遇標準，規(guī)定士兵平時月餉四兩二錢，戰(zhàn)時餉銀加倍發(fā)放，妥善解決士兵家屬的基本生活保障，讓士兵無家累之憂，可專心操練。

這一系列軍事改革計劃極具前瞻性，可惜受限于清廷財政匱乏、中央政局動蕩等多重因素，大多未能付諸實施，僅部分本地武裝得到初步整訓，但即便如此，這些計劃仍引起英國的高度警惕，英國駐印度殖民當局明確意識到，若中國在西藏建立現(xiàn)代化軍隊，將嚴重威脅英國在喜馬拉雅地區(qū)的戰(zhàn)略利益，這也在一定程度上牽制了英國對西藏的進一步軍事滲透。

張蔭棠清楚認識到，西藏的長治久安離不開經(jīng)濟發(fā)展，只有改善民生、充實財政，才能從根本上鞏固中央治理根基，因此在軍政改革之外，他推出一系列促進西藏經(jīng)濟現(xiàn)代化的舉措，涵蓋交通、礦產(chǎn)、金融、民生等多個領(lǐng)域。

張蔭棠在藏推行的一系列改革，從一開始便面臨諸多阻力，改革進程舉步維艱。首要阻力來自清廷中央的財政匱乏，清末國庫空虛，對外賠款、對內(nèi)平叛耗費大量財力，難以向西藏撥付充足的改革經(jīng)費，行政機構(gòu)增設(shè)、軍隊整訓、學堂興辦等各項舉措，均因資金短缺難以推進。其次是西藏地方勢力的抵觸，部分西藏貴族與寺院集團擔心改革觸動其傳統(tǒng)特權(quán)，雙軌管理模式削弱了貴族對地方事務(wù)的掌控，新式學堂推廣沖擊了傳統(tǒng)宗教教育的壟斷地位，因此這些勢力明里暗里阻撓改革，拒不執(zhí)行張蔭棠頒布的各項政令。

外部阻力則來自英國殖民勢力的干預，英國始終不愿看到中國加強對西藏的治理，擔心張蔭棠的改革成功后，中國在藏主權(quán)徹底穩(wěn)固，動搖其在藏利益。1907年，英國駐錫金政治專員鄂康諾在秘密報告中明確寫道，張蔭棠在西藏的各項活動如果成功，將使英國過去二十年在西藏的努力付諸東流。為此英國通過外交渠道向清廷施壓，指責張蔭棠的改革“擾亂藏地秩序”，要求清廷撤換張蔭棠，間接影響了清廷對藏改革的支持力度。

雪上加霜的是，清末中央政局動蕩不安，光緒皇帝與慈禧太后先后離世，朝政更迭頻繁，統(tǒng)治集團內(nèi)部對邊疆改革的態(tài)度搖擺不定，進一步制約了改革進程。1908年，任職不足兩年的張蔭棠被清廷調(diào)離西藏，改任他職，其推行的各項改革計劃隨之停滯，許多尚未落地的舉措就此擱置，成為未竟之業(yè)。