Los entornos de cuencas saludables son esenciales para la sostenibilidad socioeconómica. El monitoreo y la evaluación a largo plazo de los entornos ecológicos de las cuencas proporcionan una comprensión oportuna y precisa de la dinámica de los ecosistemas, informando ajustes en la industria y la política. Este estudio se centró en la cuenca del río Fen (UMFRB) en el este de la meseta de Loess en China y analizó las características espaciales y temporales de la eco-calidad a largo plazo desde 2000 hasta 2023, calculando un índice ecológico de teledetección (RSEI) a través de la plataforma Google Earth Engine (GEE). Además, este estudio también exploró las tendencias y la consistencia futura del RSEI, así como los impactos de factores naturales y antropogénicos en las variaciones espaciales del RSEI. Los hallazgos revelaron que (1) el valor promedio del RSEI aumentó de 0.51 a 0.57 en los últimos 24 años, reflejando una mejora general en la eco-calidad, aunque los centros urbanos en la cuenca de Taiyuan mostraron degradación localizada. (2) El valor del índice de Hurst fue de 0.468, indicando anti-consistencia, con la mayoría de las regiones mostrando tendencias de declive futuro o exhibiendo fluctuaciones estocásticas. (3) La elevación, la temperatura, la precipitación, la pendiente y la intensidad del uso del suelo están significativamente correlacionadas con la calidad ecológica. Los factores naturales dominan en regiones densamente vegetadas, mientras que los factores socioeconómicos dominan en llanuras pobladas. Estos resultados proporcionan una guía valiosa para formular medidas de restauración ecológica específicas, políticas de protección y soluciones de ingeniería.