A presente proposta visa contribuir para uma avaliação científica dos resultados de uma política pública de pagamento por serviços ambientais (PSA) implantada no município de Extrema (MG), em áreas de cabeceira de bacia contribuinte para o Sistema Cantareira, o qual encontra-se no centro das discussões sobre a crise hídrica no Estado de São Paulo. Os estudos considerarão as alterações climáticas projetadas por meio de modelos matemáticos e respectivos cenários de mudanças apontados por pesquisadores de todo o mundo, procurando avaliar seu impactos sobre a hidrobiogeoquímica de duas pequenas bacias, incluindo estudos em suas áreas de nascentes e, conferindo cientificamente os resultados esperados do PSA. Dessa maneira, será dada continuidade ao monitoramento da qualidade e quantidade de seus recursos hídricos pela equipe do projeto, assim como aperfeiçoada a aplicação de modelos hidrológicos em diferentes escalas, que considerem as práticas agrícolas, as mudanças de usos da terra, a cobertura vegetal alterada de Mata Atlântica, os solos e a topografia, além do comportamento climático, no que se refere à dinâmica hidrológica e biogeoquímica, e balizar ações relacionadas a políticas de gestão ambiental na área estudada e similares. Para o alcance do proposto, definiram-se os seguintes objetivos específicos: (i) Organizar uma base de dados ambientais da região estudada; (ii) Estabelecer monitoramento em duas estações de amostragem no deflúvio das duas bacias para quantificação da descarga e caracterização da hidrobiogeoquímica fluvial, com a realização complementar de análises laboratoriais; (iii) Aplicar os modelos AgES-W e MIKE SHE para avaliar os efeitos das mudanças de uso da terra na quantidade e qualidade da água e simular os efeitos combinados das mudanças climáticas previstas com o objetivo de orientar as políticas públicas relacionadas.