高速公路边坡稳定性的研究对于探寻植被生长演替及高速公路生态建设具有重要意义。但随着经济与社会的高速发展,高速公路在开挖回填的建设中,不可避免的对生态环境进行了破坏。水土流失、植被的修复、动植物栖息地的丧失等问题日益加剧。为解决此类问题,本文采用综合利用相关性分析及回归分析的分析方法,选取豫南丘陵区信南高速公路作为研究对象,对豫南丘陵区乡土植被配置模式及植被群落的动态变化、不同坡面及生长期植被根系力学特性、根土复合物的作用机理及土壤发育的变化规律及其三者存在的耦合关系及影响机制进行了探讨。为挑选适宜根系发育的植被用于固坡或稳定提供科学依据。本文通过对豫南丘陵区垂直空间关系的研究分析得到以下结论:(1)随着植被生长季节的更替,多样性指数(H)、丰富度指数(R)、均匀度指数(G)均随着恢复年限的增长呈明显的增加趋势,阴坡植被多样性指标明显高于阳坡;根系生物量不断增加,且不同径级根系生物量随着土层的加深比例降低;且中下坡位植被生物量大于上坡位植被生物量。(2)不同径级下,总根长随着径级的增加逐渐递减,根表面积、根体积则无明显规律性;根系长度、根表面积、根体积、根系密度均随土层深度的加深呈递减趋势。不同坡位、坡向下根系抗拉力存在差异性:中、下坡植物的抗拉力均大于上坡植物的抗拉力;阳坡植物根系的抗拉强度、根系直径均大于阴坡;阴坡植物根系抗拉力均大于阳坡;草本植物的主根抗拉力均大于侧根,主根和侧根处的抗拉强度无规律变化;根系抗拉力和直径呈显著的正幂函数关系,根系抗拉强度和直径呈显著的负幂函数关系。(3)土壤有机质、水解性氮(N)、全氮(N)及土壤容重分布趋于表层化,从土壤浅层到深层逐层递减。(4)根土复合物的抗剪强度与垂直荷载成正相关;不同土层土壤与根土复合物抗剪切强度呈现线性正相关;随着土壤含水量增加,根黏聚力逐渐减小。(5)植被群落特征、根系抗拉特性及土壤养分因子三者之间存在高度耦合关系。植被盖度与土壤水分含量呈指数正相关;物种多样性与有机质、有效磷、碱解氮含量显著正相关。根系密度、根系抗拉强度、抗拉力及抗剪切强度与土壤硬度、土壤容重、总孔隙度都具有相关性。