수질정화를 목적으로 수생식물에 대한 영양염류 제거능 및 유기물생산성에 대한 연구는 1970년대 많은 국외 연구진(Grant and Patrick, 1970; Patrick et al., 1971; Sweet, 1971; Queen, 1977)에 의해 수행되어 왔다. 국내에서도 하구지역이나 호소의 연안 또는 강가에 서식하는 다양한 수생식물을 대상으로 하는 연구가 있었으며, 또한 돈사폐수, 양어장 배출수 등을 대상으로 하는 소규모 연구시설에서 수생식물의 제거효율에 관한 연구가 수행된 바 있다(Kim et al., 1972; 김 등, 1982, 1989, 1991; 문, 1984; 오, 1998; 조, 1992; 이, 1993, 전, 1994정, 1996, 공, 1997; 문 등, 1999, 윤 등, 1999). 그러나 실제 처리시설로 운영되고 있는 대규모 인공습지에 대한 물질생산과 순환에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 논문의 연구대상지인 시화호 인공습지는 “시화호 수질개선대책”의 일환으로 시화호 상류유역의 비점오염물질을 처리하기 위해 조성된 국내 최대 인공습지로 2002년부터 운영되어 왔다. 본 연구의 목적은 시화호 인공습지에서 우점하는 갈대와 애기부들을 대상으로 이들에 의한 유기물 생산과 분해과정을 조사하여 습지의 수질정화기능을 증대시키기 위한 방안을 도출하는데 있다.
건물량으로 표시한 습지별 갈대의 유기물생산력은 반월천고습지 2,050 g DM/m2/yr > 동화천저습지 1,840 g DM/m2/yr > 반월천저습지 1,570 g DM/m2/yr ≒ 동화천고습지 1,540 g DM/m2/yr의 순으로 나타났다. 한편 애기부들의 생산력은 2,210 g DM/m2/yr(1,105 g C/m2/yr)로서 갈대보다 높았다. 동화천과 반월천의 고습지와 저습지를 포함하는 시화호 습지 전체에서 수생식물에 의하여 연간 생산되는 유기물량은 총 845 ton DM/yr (423 ton C/yr)이며, 이중 갈대에 의한 것이 761 ton DM/yr (381 ton C/yr) 이고 애기부들에 의한 것이 84 ton DM/yr (42 ton C/yr)이었다. 그러므로 전습지에서 갈대에 의한 유기물 생산량이 수생식물에 의한 생산량의 95%를 차지하였다.
1차생산에 의하여 생산된 유기물이 모두 낙엽으로 회수되고 이 낙엽이 분해되어 물로 부하되는 유기물 부하량은 애기부들이 1,500 g DM/m2/yr로서 갈대의 평균치 1,185 g DM/m2/yr보다 높았다. 시화호 습지 전체에서 수생식물에 의한 유기물 부하량은 총 573 ton DM/yr (285 ton C/yr)이며, 이중 갈대에 의한 것이 515 tonDM/yr(257 tonC/yr)이고 애기부들에 의한 것이 58 ton DM/yr (28 ton C/yr이었다. 탄소로 표시한 유기물 부하량은 건물량의 절반에 해당한다. 전습지에서 갈대에 의한 유기물 부하량이 수생식물에 의한 총부하량의 90%를 차지하였다.
본 연구의 결과로부터 시화호 인공습지 전체 갈대와 애기부들에 의한 유기물 생산량은 423 ton C/yr이였고, 이중 67.3% 인 285 ton C/yr이 낙엽 고사체의 분해에 의하여 수체로 부하되는 것으로 추정되었다.