在洪水风险高的沿海地区，人们和资产通常通过堤坝、坝和海堤来保护免受洪水侵害，这被称为灰色洪水防护。这些工程结构越来越受到本地和地区气候条件变化的挑战，如海平面上升、土地沉降和风暴暴露增加，并可能变得不可持续。硬工程结构是静态的，无法适应变化的环境。因此，所谓的绿色-灰色洪水防护，即将传统的灰色防护与绿色生态系统相结合，越来越被认为是一种更可持续的策略，以保护沿海地区免受极端波浪的风暴事件的侵害。绿色-灰色洪水防护利用生态系统的自然能力来缓冲极端波浪事件，从而减少洪水风险。具体而言，具有独特耐盐植被的盐沼，通常位于泥质海岸的温带气候区，可在风暴潮事件期间衰减大波浪。盐沼通过因(1)升高的水床以及(2)生长在沼泽中的植物的阻力和粗糙度消耗波浪能量，从而衰减波浪。这两者在极端波浪事件中都有可能发生变化，从而降低波浪衰减能力。到目前为止的研究表明，在温和的风暴下（显著波高低于1米），沼泽底床保持稳定，而在极端波浪暴露（波高超过1米）时的稳定性尚未得到检验。与此同时，地面以上的植被在温和风暴期间破裂并与沼泽表面脱离。模拟研究凸显几乎所有植被在暴露于高达1米的波浪后都会被破坏，不可避免地导致波浪衰减的减少。总体而言，波浪强度与植被损失之间似乎存在关系：风暴持续时间越长，地面以上的植被受损情况越严重，波浪衰减减弱。在一些地区，未来的风暴潮预计将超过到目前为止在实验室中评估的水位（最高2米）；例如，英国和荷兰。这种潮汐在黄海和东海（中国）、卡彭特亚湾（澳大利亚）、孟加拉湾（孟加拉国）以及美国的海湾和东海岸预计每25年发生一次。未来几十年，浪潮水平预计将进一步上升。缺乏量化知识来解释在这些条件下逐渐加剧的植被损害和潜在的底质侵蚀，以及受损沼泽植被在极端波浪事件（>1米）期间波浪衰减的有效性。基于水槽实验和全球范围内的预测风暴模拟，我们旨在量化沼泽底质的持续性，并研究在极端风暴条件下逐渐加剧的植被损害及其相关的波浪衰减，通过评估：I. 在极端波浪事件下盐沼底质的稳定性。II. 在极端事件下逐渐損害的植被及其相关的波浪衰减。III. 在逐渐受损的盐沼植被中对波浪衰减的全球贡献，这源自于水槽实验的结果。在大规模水槽中的自然沼泽一个306平方米的盐沼，其完好的地面以上生物量和沼泽底质被安装在Delta Flume中，这是一个长300米、宽5米、高9.5米的波浪水槽（Deltares，荷兰代尔夫特），实现了全规模测试。冬季状态的盐沼被移植到水槽的前200米处的两个交叉岸坡道上。前面是堤坝的沼泽以高密度的沼泽植物物种特征为主，主要以越冬草（Elymus athericus）为主，但在较低密度下也存在海滨蒹草（Atriplex prostrata）。这种植被在潮汐范围内处于高海拔位置，使其有效地衰减波浪。图1：大规模盐沼实验的发展。a， 在荷兰本土瓦登海海岸获取盐沼块。b，将块体存放在Deltares的Delta Flume旁边。c，淹没整个物理模型。d，展示物理模型及其在Delta Flume中来自现场的盐沼块，波浪桨位于X = 0米，波高计（WHM）的位置标出。展示了波浪强度对植物阻力和粗糙度的衰减。极端条件在沼泽上方被模拟。盐沼表面上方的水深为1.5米到4米之间，水动力条件再现了深度限制波浪，最大显著波高（H m0）设置为当地水深的一半。离岸的显著波高在0.75米到2米之间。