上游地区的主要生态环境问题是以草原秃斑地和草地沙化、杂毒草蔓延、草地生产力下降、珍惜生物物种数量减少为主要标志的草地退化,冰川面积减少、冰川末端波动后退。但目前山区水源涵养林草与生物多样性保护的专门性研究工作十分薄弱,需要加强研究。
中游地区主要的生态环境问题是土地沙漠化与盐碱化、水环境污染等。具体表现在:中游部分地区如金塔、高台等地在 1990年以来沙漠化仍呈扩展趋势;盐碱化土地面积有所增加;水污染严重且呈发展态势。西子水系水污染已十分严重,东子水系水污染业已达到三级,而且由于缺乏监测与防治措施,河道环境容量较小,潜在污染趋势不容乐观,另外浅层地下水咸化趋势明显,城镇地下水污染趋势加剧;由于大量垦荒造成草地面积大幅度减少,尚存草地由于高强度过牧而退化严重,不合理的产业结构不仅限制了区域经济的稳定发展,而且加剧了水资源供需矛盾,导致其他诸如土地沙漠化、盐碱化等一系列生态环境连锁反应。
下游地区是黑河流域生态环境劣变最为严重的区域,集中表现在终端湖泊消失、众多天然河道废弃并形成绿洲内部沙源、天然绿洲萎缩、土地沙漠化发展迅速。不仅使得本区域环境恶化、生物物种减少、经济与社会稳定发展受到严重制约,而且已威胁到整个流域的生态安全和国防建设的环境保障。