Le bassin hydrographique du Syrdarya, en Asie centrale, est confronté à une forte dégradation des écosystèmes et à une détérioration de la qualité de l'eau, principalement attribuées à l'agriculture intensive. La croissance démographique prévue et le changement d'utilisation des sols exigent une gestion plus globale et intégrée qui tienne compte de l'ensemble des systèmes socio-écologiques couplés. Dans le cadre des systèmes socio-écologiques, l'étude se concentre sur l'impact des changements d'utilisation des sols en amont sur les services écosystémiques en aval afin de mettre en évidence les compromis. L'étude réalise une évaluation biophysique des changements dans trois services écosystémiques hydrologiques, un d'approvisionnement (approvisionnement en eau) et deux de régulation (purification de l'eau et contrôle de l'érosion) en développant des modèles spatialement explicites de changement d'utilisation des terres à l'aide du logiciel InVEST. Cette évaluation a été réalisée en concevant des scénarios alternatifs d'utilisation des sols, puis en explorant les schémas spatiaux des services écosystémiques afin de mieux comprendre les liens et les conséquences des changements d'utilisation des sols. Cette recherche présente un cadre analytique pour l'intégration des bénéfices humains directs et des services écosystémiques dans la prise de décision politique et illustre son application.