호소 연안대 생태계의 1차 생산자인 대형수생식물 군집은, 수위의 변동, 영양소 수준의 교란 등에 변화가 가해지면서 직․간접적으로 훼손되고 있다. 호소 연안대의 황폐화란 연안대 고유식생과 수초대, 즉 생태계의 에너지원인 1차생산자의 부재(不在)를 의미하며, 경관훼손이라는 점에서 관광자원으로서의 효용성을 감축시키고 있다.

 

1차생산자인 수생식물이 파괴됨으로써 경쟁자 위치에 있는 식물플랑크톤의 대규모 증식(때때로 담수적조, 녹조현상으로 나타난다)이 발생하고 있으며, 유기물을 제거하고 영양염류를 흡수하는 기능이 있는 동물체 즉, 어류와 수서 곤충이 사멸하는 결과를 초래하였다. 이런 결과로 호소의 자정작용은 저하되었고, 이를 서식지로 이용하는 어류와 수서 동물과 같은 생물상이 감소되었다.

 

호소연안대 대형수생식물의 식생이 훼손됨으로써 일어나는 또 하나의 문제점은 호소사면이 토양침식에 의해 토사가 호소 수체로 유입되는 것이다.

 

이러한 토사유입은 부영양화를 야기하는 무기물질의 유입량을 증가시킬 뿐 아니라 육상생태계와 수중생태계가 완전히 단절되어, 경관이 훼손되고, 관광자원으로서의 가치도 저감 시키고 있다.

 

이러한 여러 가지 문제점을 해결하기 위하여 호소연안 식물생태계의 복원은 매우 시급한 실정이다. 또한 호안 나대지는 침식 및 경사 등의 이유로 전통적인 방법의 식생복원이 어려우므로 그 대안으로 미생물학적 방법의 타당성 검토가 필요하다.

 

토양에서 분리한 각종 근류세균(Rhizobacteria)을 나대지 토양에 접종하여 이들의 활성을 이용한 경제적이며 신속한 식생복원 기술을 개발하고자 한다.

 

일부 근류세균들은 식물생장 촉진호르몬들을 생성하는데, 환경조건이 나쁜 곳에서 식물이 이를 흡수하여 생장에 이용한다. 또한 불용성 영양염류를 용해시키고 항생물질 생성이나 경쟁 등을 통해 식물 병원체들을 물리치는 등 식물체에 미치는 영향은 직간접적으로 매우 크기 때문에 육상식물의 생장을 촉진시켜 식생을 회복시키는데 크게 도움이 된다.

훼손된 호수 연안을 복원함으로써 경관창출뿐만 아니라, 새로운 생물서식공간을 창출하는 기술을 개발하는 것이다.

 

기존에 개발되어 사용되고 있는 인공식물섬과 육상생태계, 그리고 두 생태계를 연결하는 전이 생태계를 새로이 창출하는 기술을 개발하였다. 국내의 크고 작은 다양한 호수에 일반적으로 적용할 수 있는 공법을 개발하기위하여 기본적으로 식생선정, 설계, 설치, 운영 및 관리방안, 소재 개발 등 관련기술을 개발하였다.

 

또한 근류세균들의 식물생장 촉진효과를 이용하기 위하여 우수한 토양미생물 균주를 확보하고 Microcosm Test 및 Field Test를 통해 이들의 효과를 검증하였다. 실험실 내에서 이들의 식물생장 촉진기작을 과학적으로 확인하였다. 먼저 근류세균을 분리하고 식물생장 촉진호르몬 생성능을 정량한 후 우수한 균주를 선발하고 생성하는 식물생장 촉진호르몬 종류를 확인하였다. 또한 불용성 인산염의 가용화능을 측정하였다.

 

선발된 우수균주를 토양에 접종하여 실제 식물생장 촉진효과를 조사하고 나대지 현장에 적용하여 그 효과를 검증하였다. 이런 과정을 거쳐 식물생장촉진 미생물을 소위 “Biofertilizer”로 이용하여 호안 나대지 복원을 시도하고자 하였다.

백곡지에 Pilot를 설치 후 생태계 변화를 살펴 본 결과, 수생태계의 경우 대조수역보다 인공식물섬 아래 수역에서 활성세균수는 4배 이상, β-glucosidase, Phosphatase와 같은 효소 활성도는 최대 50배 이상 높은 값을 보여 보다 빠른 물질순환이 인공식물섬 아래에 일어남을 확인할 수 있었으며, 동물플랑크톤의 총 개체수도 인공식물섬 설치 이후 4배 이상 증가하고, 저서생물 종수와 개체수가 각각 5종, 2배 증가하였다.

 

어류는 초기에 대조구에서 종수, 개체수가 많았으나, 시간이 지남에 따라 생태복원지역에서 종수와 개체수가 증가하였다. 이는 식물섬부분이 식물의 뿌리 등으로 생태복원이 이루어진다는 것을 보여주고 있다. 육상생태계의 경우, 식물상의 변화를 보면 초기에는 단일종으로 식재하였으나 2년 후에는 최대 15목 18과 34속 44종이 증가하였다.