Temperature station matching for elevation-standardised ecological meta-analysis

Die Standardisierung von Temperaturdaten über heterogene Untersuchungsstandorte hinweg ist für ökologische Metaanalysen unerlässlich, doch durch Höhengradienten bedingte Temperaturunterschiede erschweren oft den direkten Vergleich von Klimadaten, insbesondere bei grober Rasterauflösung von Thermaldaten. Ökologische Studien erfassen häufig nur die Standorthöhe – insbesondere historische Datensätze –, was die Analyse thermischer Einflüsse auf die räumliche Verbreitung von Organismen einschränkt.
Es wurde ein Protokoll mit zwei Ansätzen entwickelt, um regionale Korrekturfaktoren (ΔH) aus Höhen-Temperatur-Regressionen (Lapse-Rate-Methode: Südwestdeutschland/Italienische Alpen, n = 33 Stationen) und regionenübergreifenden Stationspaaren (TAV-Matching-Methode, n = 27) mit eng aufeinander abgestimmten langfristigen Durchschnittstemperaturen (ΔTAV ≤ 1,2 °C) abzuleiten. ... mehrAngewandt auf 109 Ixodes ricinus-Untersuchungsstandorte in neun europäischen Regionen wurden Korrekturfaktoren nur für Regionen mit konsistenten Höhenunterschieden (ΔH > 100 m) im Vergleich zu südwestdeutschen Referenzstationen berechnet.
Die regionalen Korrekturfaktoren (ΔH) beider Methoden umfassten +1300 m (Finnland, TAV-Matching), +370 m (Niederlande/Nordostdeutschland, TAV-Matching) und −220 m (italienische Alpen, Lapse-Rate-Methode) über fünf Regionen hinweg. Insgesamt zeigten 27 regionenübergreifende TAV-abgeglichene Paare eine hohe Übereinstimmungsgenauigkeit (Median ΔTAV = 0,05 °C, 89 % ≤ 0,2 °C). Diese Faktoren standardisierten die Standorthöhen auf einen gemeinsamen südwestdeutschen thermischen Referenzrahmen und ermöglichten so die Vergleichbarkeit zwischen den Standorten.
Das Protokoll mit zwei Methoden erfordert keine Automatisierung und ist auf alle Taxa mit dokumentierten Standorthöhen anwendbar. Der vollständige methodische Arbeitsablauf – einschließlich Stationsdaten, Lapse-Rate-Regressionen, Abgleichentscheidungen und Korrekturberechnungen – ist öffentlich zugänglich bei Zenodo [DOI 10.5281/zenodo.18835116] und bietet Ökologen eine pragmatische, vollständig reproduzierbare Vorlage für die höhenstandardisierte Temperaturschätzung in Metaanalysen.

Standardising temperature data across heterogeneous study sites is essential for ecological meta-analyses, yet elevation-driven lapse rates often confound direct comparisons of coarse-grid climate data. Ecological studies frequently document only site altitude – particularly historical datasets – limiting analysis of thermal influences on spatial organism distribution.

A dual-approach protocol was developed to derive regional correction factors (ΔH) from altitude-temperature regressions (Lapse Rate Method: SW Germany/Italian Alps, n=33 stations) and cross-regional station pairs (TAV Matching Method, n=27) with closely aligned long-term mean temperatures (ΔTAV ≤ 1.2°C). ... mehrApplied to 109 Ixodes ricinus study sites across nine European regions, correction factors were calculated only for regions with consistent altitude shifts (ΔH > 100m) relative to Southwest German reference stations.

Regional correction factors (ΔH) from both methods included +1300 m (Finland, TAV Matching), +370 m (Netherlands/NE Germany, TAV Matching), and −220 m (Italian Alps, Lapse Rate Method) across five regions. In total, 27 cross-regional TAV matched pairs demonstrated high matching precision (median ΔTAV = 0.05°C, 89 % ≤ 0.2°C). These factors standardised site altitudes to a common SW German thermal reference frame, enabling cross-site comparability.

The dual-method protocol requires no automation and is applicable to any taxa with documented site altitudes. The complete methodological workflow - including station data, lapse rate regressions, matching decisions, and correction calculations is publicly available at Zenodo [DOI 10.5281/zenodo.18835116], providing ecologists with a pragmatic, fully reproducible template for elevation-standardised temperature estimation in meta-analyses.