Carlsons TSI-Index

Wissensdatenbank · 27. Juli 2026

Der trophische Zustand eines Sees lässt sich in Worten beschreiben (oligo-, meso-, eutroph) oder durch eine Zahl - und dafür ist Carlsons TSI (Trophic State Index) da, vorgeschlagen von R. E. Carlson 1977 (Limnology and Oceanography 22(2): 361-369). Das ist praktisch, weil es erlaubt, Gewässer zu vergleichen und Veränderungen über die Zeit auf einer einheitlichen Skala zu verfolgen.

Woraus er besteht

Der TSI wird aus drei eng verwandten Fruchtbarkeitsindikatoren berechnet:

• Sichttiefe (Tiefe der Secchi-Scheibe, SD),
• Chlorophyll-a (Chl) - Algenbiomasse,
• Gesamtphosphor (TP).

Jeder davon liefert einen eigenen TSI-Wert. Die Skala ist an der Sichttiefe verankert: jede Halbierung der Secchi-Sichttiefe hebt den TSI um 10 Punkte (ebenso viel bewirkt eine Verdopplung des Gesamtphosphors). Eine Verdopplung des Chlorophyll-a hebt den Index um knapp 7 Punkte - das ist kein Widerspruch, sondern Folge davon, dass jede Komponente ihren eigenen, an Carlsons empirische Daten angepassten Koeffizienten hat.

Werte typischer Seen liegen ungefähr im Bereich 0-100, doch das ist ein praktischer Bereich und keine mathematische Grenze - die Formeln sind logarithmisch, ein extrem nährstoffreiches Gewässer kann also einen Wert über 100 ergeben.

Die Formeln (nach Carlson)

Die Zusammenhänge sind logarithmisch (SD in Metern, Chl und TP in µg/l):

• TSI(SD) = 60 − 14,41 · ln(SD)
• TSI(Chl) = 30,6 + 9,81 · ln(Chl)
• TSI(TP) = 4,15 + 14,42 · ln(TP)

Wie man die Skala liest

Je höher der TSI, desto größer die Fruchtbarkeit.

Welcher Indikator am wichtigsten ist

Wenn alle drei vorliegen, mittele sie nicht gedankenlos. In Carlsons klassischer Deutung kommt der biologischen Produktion TSI(Chl) am nächsten - Chlorophyll misst die Algenbiomasse direkt, während Sichttiefe und Phosphor indirekte Maße sind.

Der Mittelwert der drei Komponenten (so berechnet ihn unser Rechner, wenn du den vollständigen Satz angibst) ist eine bequeme Abkürzung und funktioniert für typische Seen gut, doch die Abweichung zwischen den Komponenten ist oft wertvoller als ihr Mittelwert:

• TSI(SD) deutlich höher als TSI(Chl) - die Sichttiefe wird von etwas anderem als Algen begrenzt, meist von mineralischer Trübung oder Huminstoffen;
• TSI(TP) deutlich höher als TSI(Chl) - Phosphor ist reichlich vorhanden, wird von den Algen aber nicht genutzt; die Produktion begrenzt dann ein anderer Faktor (häufig Stickstoff oder Licht).

Diese Lesart der Abweichungen (in der Literatur: deviation analysis) ist zur Beurteilung der Ursachen einer Eutrophierung meist nützlicher als der Indexwert selbst.

Worauf zu achten ist

• Saison und Einzelmessung. Der TSI ist sinnvoll, wenn er aus der Vegetationsperiode und als Messreihe berechnet wird; ein einzelner Wert eines Tages beschreibt das Wetter, nicht den Zustand des Gewässers.
• Es ist ein Werkzeug für Seen. Der TSI wurde für stehende Gewässer der gemäßigten Zone entwickelt. Für Fließgewässer, Talsperren mit kurzer Verweilzeit und stark humose Gewässer wird er nur mit Vorbehalt angewendet.
• Der TSI ist keine Zustandsklasse nach WRRL. Er ist ein eigenständiger, US-amerikanischer beschreibender Index. Er ersetzt die Klassen des ökologischen Zustands nicht und lässt sich nicht in sie umrechnen - er ergänzt sie gut, kann aber nicht Grundlage einer formalen Bewertung sein.

🧮 Werkzeug: Carlson-TSI-Rechner - gib Sichttiefe, Chlorophyll-a oder Gesamtphosphor ein und sieh sofort den Index und den trophischen Zustand gemäß der Tabelle oben. Ohne Anmeldung.

In der Praxis

Für den TSI brauchst du konsistente Messreihen von Sichttiefe, Chlorophyll und Phosphor - am besten von denselben Terminen und derselben Messstelle, denn erst dann ist ein Vergleich der Komponenten sinnvoll. In LimnoLog erfasst du diese Parameter in einem Projekt und verfolgst ihren Trend; den TSI-Wert selbst kannst du als eigenen Parameter führen und seine Veränderung Saison für Saison beobachten.