Se espera que la Productividad Primaria Bruta (PPB) del bosque mediterráneo cambie a lo largo del siglo XXI debido a las condiciones más cálidas y secas. En este estudio, presentamos un modelo de flujo de carbono forestal basado en procesos, donde la estructura del rodal y la respiración heterotrófica del suelo han sido parametrizadas con datos de monitoreo a largo plazo en un bosque mediterráneo. El modelo desarrollado fue validado utilizando un conjunto de datos independiente de incremento de anillos de árboles anuales del período 1980-2020 (clima base) a lo largo de un gradiente post-incendio (cuatro parcelas) y un gradiente de elevación (cinco parcelas). Además, el modelo fue forzado con dos escenarios de cambio climático a escala reducida (RCP4.5 y RCP8.5) para el período 2020-2100. Se calcularon la PPB promedio, la Productividad Primaria Neta (PPN), la Respiración del ecosistema (R) y la Productividad Neta del Ecosistema (PNE) para dos períodos futuros (2051-2060 y 2091-2100) bajo los dos escenarios de cambio climático y se compararon a lo largo de los dos gradientes. Bajo las condiciones climáticas base, nuestras simulaciones sugieren una sensibilidad de temperatura de la PPB y R, como se expresa a lo largo del gradiente de elevación. Sin embargo, el efecto de la estructura del rodal (representado a través del índice de área foliar específico del sitio (IAF)) fue más prominente, tanto a lo largo del gradiente de elevación como de la cronosecuencia post-incendio. Bajo los dos escenarios de cambio climático, una PPB reducida y un aumento de R conducen a una PNE reducida en comparación con las condiciones climáticas base en todas las parcelas del estudio.