农业栽培作物大量地取代了原始的原生植被，天然水资源被大量地应用于人工引水灌溉。为此，西北地区原有的以自然力为主导作用的绿洲自然生态环境系统，已经被以人工为主的以灌溉农业为中心的，与草原畜牧业相结合的自然生态环境系统所取代。在我国西北地区生活着的人们，已经从消极地适应自然生态环境的阶段，过渡到了以积极的态度和行为有效地改造自然生态环境的新阶段。西北地区的自然生态环境第一次极其强烈地受到了人类的干预和严重影响。
然而，随着西北地区大规模开发发展的不断深入，人口的不断增加，农业生产和人畜用水量大量增加。西北地区内部各绿洲系统所依赖的各流域各河流，上、中、下游之间水资源利用、分配的矛盾开始愈来愈突现出来。远离水源上游的绿洲边缘地带和各流域各河流下游地区，愈来愈多地受到水资源匮乏的影响和威胁。以致绿洲边缘地带开始被沙漠吞没，被迫放弃长期经营的绿洲农业区域。可见，在西北地区古代开发发展的高氵朝时期，因水源不足和枯竭，以及人为破坏固沙植物引起的风沙侵害绿洲边缘区域的现象已经时有发生。
蒙元时期，西北地区几经战祸离乱、民族纷争，农牧业生产力和自然生态环境遭到进一步破坏。明初期，对西北地区，特别是对西北地区西北部的统治极其松散。公元1539年，明王朝政府在无力西顾和少数人“闭关绝贡”的主张下，封闭嘉峪关，致使河西走廊西北部的瓜、沙二地及其以西地区旷无建置近200年，自然生态环境恶化严重。
清朝前期就开始大规模地经营西北地区，进行了较大规模的移民屯垦，并兴修水利，鼓励发展农牧业生产。清后期至民国时期，西北地区的农牧业生产力和自然生态环境遭到了更为严重的破坏。当时，社会动荡，山河残破，土地荒芜，森林毁坏，自然灾害频繁。西北地区自然生态环境进入了最严重危机的时期，这一时期自然生态环境条件的严重恶化与危机，对以后这一地区自然生态环境的建设和保护带来了无穷的后患。
在唐后期至民国时期这一较长的历史时期里，西北地区的农牧业生产方式和结构发生了多次的频繁转化。唐末前期是以农为主以牧为辅，随后吐蕃时期转化为以牧为主以农为辅，到归义军时期又转化为以农为主以牧为辅，而西夏统治时期再转化为以牧为主以农为辅，明清及以后又进行了同样的几次主辅生产方式和生产结构的转化。这种连续的、几乎不间断的农牧业生产方式和生产结构的调整与转化，必然造成西北大地这一自然生态环境脆弱地区严重的、不可逆转的自然生态环境的恶化。
西北地区沙漠化、荒漠化的历史和规律证明，干旱半干旱地区的农田大面积弃耕以后，原来的耕地以疏松的地表土形式直接裸露，在失去天然的和人工的植被保护的情况下，风力活动迅速加强，地表粗化，就地起沙与流沙侵入相结合，进而很快形成灌丛沙堆和流动沙丘，绿洲区域逐渐沙漠化和荒漠化。这种过程一旦完成，如若人们重新垦殖、重新引水灌溉，在水资源环境与条件保证的情况下，绿洲区域河流的中上游地区可以在一定区域、一定程度上实现其自然生态环境的逆转。而下游地区，就西北地区历史生态与历史自然环境的实践来看，自然生态环境状况逆转的可能性很小，难度极大。
我国古代唐后期以来，西北地区一定时期、一定绿洲区域中心的发展繁荣，掩盖着的或隐藏着的是西北地区绿洲区域边缘地带自然生态环境状况的严重恶化。或者说，在一定意义上，正是由于西北地区绿洲区域中心的发展繁荣，造成了西北地区绿洲区域边缘地带严重恶化的自然生态环境状况。
三、西北地区自然生态环境的演变、发展有其自身的规律性
西北地区自然生态环境的演变，是自然的历史生态与历史环境演变的必然结果，更是人类的各种活动、各种行为不断影响其历史生态与历史环境的必然结果。
西北地区史前时期以前形成的良好的自然生态环境，在人类的活动和行为大规模影响、干预以前，尤其是在我国汉代以前，并没有较大的变迁与逆转。当时，“山川秀美的大西北”水草丰美，河湖遍布，气候温暖湿润，孕育着广阔西北大地上的各种动物、各种植物和人类初期活动的无限生机，充满着生物、动物、人类与自然生态环境和谐相处的活力。