Mart-Jan Schelhaas, Sebastiaan Luyssaert, Philippe Ciais, Guerric Le Maire, Valentin Bellassen, Nicolas Viovy, Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Modélisation des Surfaces et Interfaces Continentales (MOSAIC), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ecologie fonctionnelle et biogéochimie des sols et des agro-écosystèmes (UMR Eco&Sols), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Département Performances des systèmes de production et de transformation tropicaux (Cirad-PERSYST), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), ICOS-ATC (ICOS-ATC), ANR-06-PADD-0002,AUTREMENT,Aménager l'Utilisation des Terres et des Ressources de l'Environnement en Modélisant les Ecosystèmes aNTropiques(2006), European Project: 242564,EC:FP7:ERC,ERC-2009-StG,DOFOCO(2010), European Project: 244122,EC:FP7:ENV,FP7-ENV-2009-1,GHG EUROPE(2010), European Project: 242316,EC:FP7:SPA,FP7-SPACE-2009-1,CARBONES(2010), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Alterra, Wageningen University and Research [Wageningen] (WUR), Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Wageningen University and Research Centre [Wageningen] (WUR), Alterra [Wageningen] (ESS-CC), Centre for Water and Climate [Wageningen], DOFOCO (242564), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), and Systems Ecology
European forests are an important carbon sink; however, the relative contributions to this sink of climate, atmospheric CO 2 concentration ([CO 2]), nitrogen deposition and forest management are under debate. We attributed the European carbon sink in forests using ORCHIDEE-FM, a process-based vegetation model that differs from earlier versions of ORCHIDEE by its explicit representation of stand growth and idealized forest management. The model was applied on a grid across Europe to simulate changes in the net ecosystem productivity (NEP) of forests with and without changes in climate, [CO 2] and age structure, the three drivers represented in ORCHIDEE-FM. The model simulates carbon stocks and volume increment that are comparable - root mean square error of 2 m 3 ha -1 yr -1 and 1.7 kg C m -2 respectively - with inventory-derived estimates at country level for 20 European countries. Our simulations estimate a mean European forest NEP of 175 ± 52 g C m -2 yr -1 in the 1990s. The model simulation that is most consistent with inventory records provides an upwards trend of forest NEP of 1 ± 0.5 g C m -2 yr -2 between 1950 and 2000 across the EU 25. Furthermore, the method used for reconstructing past age structure was found to dominate its contribution to temporal trends in NEP. The potentially large fertilizing effect of nitrogen deposition cannot be told apart, as the model does not explicitly simulate the nitrogen cycle. Among the three drivers that were considered in this study, the fertilizing effect of increasing [CO 2] explains about 61% of the simulated trend, against 26% to changes in climate and 13% only to changes in forest age structure. The major role of [CO 2] at the continental scale is due to its homogeneous impact on net primary productivity (NPP). At the local scale, however, changes in climate and forest age structure often dominate trends in NEP by affecting NPP and heterotrophic respiration.