研究分野:水圏環境学，生態系保全学，生態環境モデリング・モニタリング，海岸・海洋工学，統合沿岸管理計画
研究概要・方針： 危機的状況にある沿岸生態系の保全や防災面を含む多面的機能の再生に基づく持続的地域社会−生態系共存型システムの実現を目指して，沖縄・東南アジア・太平洋島嶼国・紅海のサンゴ礁生態系や東京湾などの内湾，ナイル・メコンなどのメガデルタ域等を対象に，国内外の様々な研究機関と連携し，多彩なアプローチに基づく数多くの研究プロジェクトを推進しています．問題解決志向性の強い研究の遂行と研究成果の社会実装を目指す基本方針から，海岸工学，海洋物理・生物学，地球化学，保全生態学，集団遺伝解析，リモートセンシング・GIS，環境経済学などの広範な研究分野を統合した研究体制と，さらには行政やNPO等とも連携を図った，多分野・多セクター連携型の超学際的スキームによる統合的アプローチの展開に重点を置いています．
1.沿岸域へのグローバル・ローカル複合環境ストレスの包括的評価・予測 †
近年劣化が急速に進行しつつあるサンゴ礁等の沿岸生態系には，海水温上昇や酸性化などの様々なグローバルストレス要因に，隣接する陸域からの赤土や過剰栄養塩の流入といったローカルストレス要因が重なる形で，しかも複雑な相互作用・変質過程を経て作用しています．そのような複合ストレス要因が沿岸生態系に波及するプロセスを包括的に評価するとともに，その将来予測を可能とするスキームの構築を行っています．その際，沿岸環境を「大気−陸域−沿岸−外洋」結合型広域環境システムのフレームの中で捉えた形での観測・数値解析等を通じて，各系間のつながりを明示的に評価した方法論を展開しています．
2.サンゴ礁−藻場−干潟−マングローブ等からなる沿岸生態系の複合環境ストレス応答評価・予測のための統合モデル体系の開発と応用 †
上記の複合環境ストレスのもとでのサンゴ礁，藻場，干潟，サンゴ礁，マングローブ等からなる沿岸生態系の応答過程を，付随する炭酸系・物質循環等の変動過程とともに定量的に評価・予測可能とするための統合モデル体系を構築しています．中でも，中村隆志講師との共同で開発に成功したサンゴポリプモデルは，サンゴ群体の代謝過程と複合環境ストレスへの動的応答過程を定量的に記述することを世界ではじめて可能にしたもので，サンゴ礁生態系モデリングのブレークスルーとなるものです．現在，同モデルをコアとし，さらにマングローブ生態系動態モデル等の開発等を通じて上記の統合モデルシステム体系の完成度を高めていっています．また，サンゴ幼生やサンゴを捕食するオニヒトデ幼生等の広域分散過程に関して，現地観測や数値モデル解析，遺伝子解析等の統合的アプローチにより幼生供給源−供給先の特定を行い，重点的海洋保護区設定等への科学的根拠を示すとともに，オニヒトデ大量発生のメカニズム解明や制御可能性についての研究を進めています．
3.社会−生態統合系のレジリエンス強化策への貢献 †
環境負荷の生成要因であると同時に制御主体としての側面も有する人間・社会システムの有り様と，生態系との相互作用過程を明らかにし，それに基づいて，社会−生態統合系としてのレジリエンス強化策を追求するための研究を，沖縄やフィリピン等をフィールドとして，観光や水産・養殖，農業・畜産セクター等を対象とした種々の社会経済的な調査，負荷発生量評価・予測に関するモデルシステム開発等を通じて進めてきています．そして，先述の生態系への複合負荷波及・生態系応答統合モデル体系とのリンクに基づいたシナリオ分析等を可能にしつつあります．
4.リモートセンシングによる沿岸環境モニタリング技法の開発と応用 †
沿岸環境のリモートセンシング・モニタリング技法として，光学理論に基づいた汎用性の高い解析アルゴリズムを開発し，サンゴ礁，マングローブ，藻場等の高精度モニタリング及び水深マッピングを可能にしています．さらに，沿岸域への環境負荷評価に関わる周辺陸域の土地利用や植生状態の変化のモニタリング・解析を行っています．
5.波と流れ・物質輸送に関する数理モデル開発と数値シミュレーション †
水の波に関する一般波動理論体系に関して，多成分連成法と名付けた新たな定式化手法に基づいて，任意水深における多方向分散性非線形性波動場にも適用可能な一般波動モデル体系を構築することに成功しています．また，大規模複雑乱流場に関する数値モデルについて，沿岸海水流動モデル（新たなσ座標系，新ネスティング手法，気象カプリングモデル），surf zone非平衡浮遊土砂輸送モデル，浅水乱流LESモデル及びそれによる物質・熱輸送モデル等の開発を行っています．
