As evidências sobre como o padrão dos usos e coberturas do solo na paisagem influenciam a qualidade da água ainda são incipientes. O esclarecimento sobre essa relação padrão-processo pode contribuir para o planejamento e gestão de instrumentos de conservação destinados à proteção dos serviços hidrológicos. O objetivo geral deste trabalho foi compreender quais aspectos do padrão da paisagem em escala de bacia hidrográfica e zona ripária se relacionam com a qualidade da água. A motivação da pesquisa foi contribuir com conhecimento sobre essa relação padrão-processo de forma a fornecer evidências que possam subsidiar a implementação de instrumentos de conservação aplicados à escala de paisagem. Duas abordagens foram adotadas para atingir esse objetivo: uma revisão sistemática da literatura e um experimento de simulação. A revisão sistemática da literatura indicou que a base de evidências sobre a relação padrão-processo se encontra em estágio inicial. Maior proporção de florestas se associou com melhor qualidade da água, enquanto usos urbanos e agrícolas foram relacionados com pior qualidade. Por outro lado, há poucas evidências sobre a influência da configuração das florestas. Ambas as escalas de bacia e zona ripária se mostraram relevantes para a predição da qualidade da água, e fatores sazonais e físicos podem modular a relação padrão-processo. O experimento de simulação foi baseado em réplicas de uma bacia hidrográfica real com diferentes quantidades e configurações de floresta. Uma modelagem da produção de sedimentos foi utilizada para caracterizar a qualidade da água nessas réplicas. Os resultados indicaram que implementar uma faixa ripária florestal contínua é uma ação prioritária, embora diferentes estratégias possam ser combinadas para atingir metas satisfatórias para as cargas de sedimentos. A porcentagem de floresta na bacia e na zona ripária foi o preditor mais importante da qualidade da água. A localização dos fragmentos florestais paralelamente às zonas ripárias se mostrou o fator mais importante da configuração. Em níveis intermediários de cobertura florestal, manchas de floresta mais desagregadas podem ter um efeito benéfico na qualidade da água. As evidências obtidas a partir das duas abordagens acrescentaram ao conhecimento sobre a relação padrão-processo e podem contribuir para o planejamento, gestão e monitoramento de instrumentos de conservação dos serviços hidrológicos em escala de paisagem.

Evidence on how the pattern of land use and land cover (LULC) in the landscape influence water quality is scarce. Understanding this pattern-process relationship can contribute to the planning and management of conservation mechanisms aimed at protecting watershed services. This study aimed to understand how landscape patterns at the watershed and riparian zone scales influence water quality. The motivation for this research was to provide knowledge on the pattern-process relationship to support policy mechanisms implemented at the landscape scale. Two approaches were adopted to achieve this goal: a systematic literature review and a simulation experiment. The systematic review indicated that evidence on the pattern-process relationship is at an early stage. Higher percentages of the landscape occupied by forests were associated with better water quality, while urban and agricultural uses were associated with worse water quality. On the other hand, there are few studies on the influence of forest configuration. Both watershed and riparian scales were relevant for water quality prediction, and seasonal and physical factors can modulate the pattern-process relationship. The simulation experiment was based on replicas of a watershed landscape with different amounts and forest configurations. Modeled sediment yields represented water quality for these replicas. The results indicated that implementing continuous forest buffers along the riparian zone is a priority action, although different strategies can be combined to achieve reasonable goals for sediment export. The percentage of forests in the watershed and the riparian zone was the most important predictor of water quality. The location of forest patches parallel to riparian zones was the most relevant configuration aspect. At intermediate levels of forest cover, disaggregated forest patches can have a positive effect on water quality. The results from the review and the simulation experiment added to the knowledge on the pattern-process relationship and can contribute to the planning, management, and monitoring of instruments aimed at conserving watershed services at the landscape scale.