L'indice TSI di Carlson - valutare lo stato trofico con un numero

Base di conoscenza · 27 luglio 2026

Lo stato trofico di un lago si può descrivere a parole (oligo-, meso-, eutrofico) oppure con un numero. A questo serve il TSI di Carlson (Trophic State Index), proposto da R. E. Carlson nel 1977 (Limnology and Oceanography 22(2): 361-369). Un’unica scala permette di confrontare corpi idrici e di seguire i cambiamenti nel tempo.

Di che cosa è composto

Il TSI si calcola a partire da tre indicatori di fertilità strettamente collegati:

• la trasparenza (profondità del disco di Secchi, SD),
• la clorofilla-a (Chl) - la biomassa algale,
• il fosforo totale (TP).

Ciascuno di essi fornisce un valore di TSI a sé. La scala è ancorata alla trasparenza: ogni dimezzamento della visibilità del disco di Secchi alza il TSI di 10 punti. Altrettanto fa un raddoppio del fosforo totale. Un raddoppio della clorofilla-a alza l’indice di poco meno di 7 punti: ogni componente ha un proprio coefficiente, adattato ai dati empirici di Carlson.

I valori dei laghi tipici si collocano all’incirca nell’intervallo 0-100, ma si tratta di un intervallo pratico e non di un limite matematico: le formule sono logaritmiche, quindi un corpo idrico estremamente fertile può dare un risultato superiore a 100.

Le formule (secondo Carlson)

Le relazioni sono logaritmiche (SD in metri, Chl e 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)

Come leggere la scala

Più alto è il TSI, maggiore è la fertilità.

Quale indicatore pesa di più

Se disponete di tutti e tre, non fatene la media senza riflettere. Nell’impostazione classica di Carlson, il più vicino alla «verità» sulla produzione biologica è TSI(Chl): la clorofilla misura direttamente la biomassa algale, mentre trasparenza e fosforo sono misure indirette.

La media dei tre componenti (il calcolatore la mostra solo come valore ausiliario, quando fornite l’insieme completo) non è una valutazione dello stato del lago: NALMS afferma espressamente che fare la media non ha senso. La media mescolerebbe la migliore misura della biomassa algale (la clorofilla) con due misure indirette. Lo scarto tra i componenti, invece, è un’informazione:

• TSI(SD) nettamente superiore a TSI(Chl): la trasparenza è limitata da qualcosa di diverso dalle alghe, il più delle volte da solidi minerali sospesi o sostanze umiche;
• TSI(TP) nettamente superiore a TSI(Chl): il fosforo abbonda, ma le alghe sono meno di quanto indicherebbe; la produzione è di solito limitata da un altro fattore (spesso l’azoto, il consumo delle alghe da parte dello zooplancton o la luce).

Leggere gli scarti tra i componenti (in letteratura: deviation analysis) suggerisce che cosa limita le alghe e la luce nel lago. È un’ipotesi da verificare, non una diagnosi - e ha senso solo per risultati della stessa data e della stessa stazione, una volta escluso un errore di campionamento o di analisi.

A cosa fare attenzione

• Stagione e misura isolata. Il TSI ha senso calcolato sul periodo vegetativo e come serie; una lettura singola di un solo giorno descrive il tempo meteorologico, non lo stato del corpo idrico.
• È uno strumento per i laghi. Il TSI è stato sviluppato per acque ferme della zona temperata. Per corsi d’acqua, invasi con tempi di ritenzione brevi e acque fortemente umiche va applicato con cautela.
• Il TSI non è una classe di stato ai sensi della DQA. È un indice descrittivo a sé, di origine statunitense. Non sostituisce le classi di stato ecologico usate nella valutazione dei corpi idrici né vi si converte: le integra bene, ma non può fondare una valutazione formale.

🧮 Strumento: Calcolatore del TSI di Carlson

• inserite trasparenza, clorofilla-a o fosforo totale e vedrete il risultato di ogni componente separatamente, con la sua classe secondo la tabella qui sopra. Senza registrazione.

In pratica

Per il TSI servono serie coerenti di trasparenza, clorofilla-a e fosforo totale - preferibilmente delle stesse date e delle stesse stazioni, perché solo allora confrontare i componenti ha senso. In LimnoLog registrate questi tre parametri, e l’applicazione calcola da sola TSI(SD), TSI(Chl) e TSI(TP) per ogni campione in cui è presente il componente corrispondente, e li disegna affiancati su un grafico; la media (TSI_avg) la calcola solo quando sono presenti tutti e tre. Basta aggiungere al progetto questi parametri calcolati. Attenzione all’unità: il fosforo totale nell’applicazione si inserisce in mg P/l (0,030 mg/l = 30 µg/l); la conversione in µg/l richiesta dalla formula di Carlson è già inclusa nella formula del parametro.