内蒙古高原草原流域是我国内陆重要的生态屏障,水资源演化对该区域社会经济发展和生态环境保护具有重要意义.本研究选取巴拉格尔河流域为对象,于2018-2019年丰、枯水期采集降水、河水、浅层地下水共254份水样,测定其物理化学指标、δD和δ18O,运用同位素技术、数理统计和反距离权重法分析不同水体中稳定同位素的组成关系、时空变化及其影响因子,并结合氘盈余(d-excess)及同位素混合比公式,揭示不同水体的转换关系,识别其演化的环境驱动因素.结果 表明:研究期间,大气降水、河水、浅层地下水呈现δD、δ18O丰水期高、枯水期低的特征;草原流域不同水体时空转化的主要环境驱动因素为温度、海拔和地下水埋深,地下水δD、δ18O、河水δD与海拔均呈显著负相关;浅层地下水埋深小于10 m时,δD、δ18O变化大,大于10 m时则趋于稳定;大气降水的δ18O与气温呈正相关;丰水期氘盈余值高于枯水期,分布特征存在局部高值,流域自南向北呈减小趋势;丰水期降水对上游河水的补给率超过50％,河水对地下水的补给均在50％以上,在不同河段地表水与地下水的补排关系不同.