Abstract Global changes in land use and land cover (LULC) and climate are expected to have profound impacts on water dynamics, which are key for human wellbeing. However, we still lack understanding of how changes in climate patterns and LULC are likely to interact and govern the hydrology at the watershed level in tropical regions in the future. Here we assessed the contribution of changes in weather patterns and LULC on the hydrology of a watershed in southeast of Brazil between 1990 and 2015 using the SWAT model. In addition, we explored the likely impacts of two contrasting LULC scenarios (Green Road versus Fossil Fuel) on the hydrology in 2045 under the Representative Concentration Pathway 8.5. Between 1990 and 2004 and 2005–2015 the watershed witnessed an increase in precipitation and streamflow, in combination with an expansion of forest cover and coffee production. While surface runoff (+5.2 mm year−1) and water yield (+252 mm year−1) increased, soil water (−24.6 mm year−1) and evapotranspiration (−15.7 mm year−1) decreased. The analysis indicated that changes in climate patterns are the main drivers of historical water dynamics in the region. Compared with Fossil Fuel scenario, the increase in forest area in the Green Road scenario will lead to a decrease in surface runoff and consequently in water yield, favouring water infiltration and soil erosion control, and buffer against extreme precipitation events. Therefore, the socioeconomic and public policies underlying the Green Road scenario that favour the expansion of forests can direct sustainable future water management.

中文翻译：

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解开土地利用变化和气候变异对巴西山区水文的历史和未来影响

摘要 土地利用和土地覆盖 (LULC) 以及气候的全球变化预计将对水动力学产生深远影响，而水动力学对人类福祉至关重要。然而，我们仍然缺乏对气候模式变化和 LULC 的变化可能如何在未来热带地区流域水平上相互作用和控制水文的了解。在这里，我们使用 SWAT 模型评估了 1990 年至 2015 年间天气模式和 LULC 变化对巴西东南部流域水文的影响。此外，我们在代表性浓度路径 8.5 下探讨了 2045 年两种截然不同的 LULC 情景（绿色道路与化石燃料）对水文的可能影响。1990 年至 2004 年和 2005 年至 2015 年间，流域的降水和水流增加，与扩大森林覆盖和咖啡生产相结合。虽然地表径流（+5.2 mm year−1）和产水量（+252 mm year−1）增加，但土壤水分（−24.6 mm year−1）和蒸散量（−15.7 mm year−1）减少。分析表明，气候模式的变化是该地区历史水动态的主要驱动因素。与化石燃料情景相比，绿色道路情景中森林面积的增加将导致地表径流减少，从而导致产水量减少，有利于控制水渗透和水土流失，并缓冲极端降水事件。因此，支持扩大森林的绿色道路情景背后的社会经济和公共政策可以指导未来可持续的水资源管理。2 mm year−1) 和水产量（+252 mm year−1）增加，土壤水分（−24.6 mm year−1）和蒸散量（−15.7 mm year−1）减少。分析表明，气候模式的变化是该地区历史水动态的主要驱动因素。与化石燃料情景相比，绿色道路情景中森林面积的增加将导致地表径流减少，从而导致产水量减少，有利于控制水渗透和水土流失，并缓冲极端降水事件。因此，支持扩大森林的绿色道路情景背后的社会经济和公共政策可以指导未来可持续的水资源管理。2 mm year−1) 和水产量（+252 mm year−1）增加，土壤水分（−24.6 mm year−1）和蒸散量（−15.7 mm year−1）减少。分析表明，气候模式的变化是该地区历史水动态的主要驱动因素。与化石燃料情景相比，绿色道路情景中森林面积的增加将导致地表径流减少，从而导致产水量减少，有利于控制水渗透和水土流失，并缓冲极端降水事件。因此，支持扩大森林的绿色道路情景背后的社会经济和公共政策可以指导未来可持续的水资源管理。分析表明，气候模式的变化是该地区历史水动态的主要驱动因素。与化石燃料情景相比，绿色道路情景中森林面积的增加将导致地表径流减少，从而导致产水量减少，有利于控制水渗透和水土流失，并缓冲极端降水事件。因此，支持扩大森林的绿色道路情景背后的社会经济和公共政策可以指导未来可持续的水资源管理。分析表明，气候模式的变化是该地区历史水动态的主要驱动因素。与化石燃料情景相比，绿色道路情景中森林面积的增加将导致地表径流减少，从而导致产水量减少，有利于控制水渗透和水土流失，并缓冲极端降水事件。因此，支持扩大森林的绿色道路情景背后的社会经济和公共政策可以指导未来可持续的水资源管理。有利于水渗透和土壤侵蚀控制，并缓冲极端降水事件。因此，支持扩大森林的绿色道路情景背后的社会经济和公共政策可以指导未来可持续的水资源管理。有利于水渗透和土壤侵蚀控制，并缓冲极端降水事件。因此，支持扩大森林的绿色道路情景背后的社会经济和公共政策可以指导未来可持续的水资源管理。