镉是一种毒性高、迁移性大的重金属元素，容易随工业排放的废弃物进入环境，对整个生态系统形成破坏性影响，尤其是对动植物有着严重的毒害。本文主要以十字花科芸苔属植物甘蓝为研究对象，通过在不同浓度的受镉离子污染的土壤中进行种植，观察甘蓝组织结构物理表征变化，并应用光学相干层析成像系统(Optical Coherence Tomography，OCT)对甘蓝叶片组织样本检测其变化情况，从而分析得出不同镉离子浓度对甘蓝的累积毒害作用以及镉的表生地球化学循环特点。通过表观生长观察可知，除了较低浓度的镉对甘蓝植株生长有一定的促进作用外，镉对甘蓝植株有很强的抑制作用，使光合作用和呼吸作用受阻。进而直接影响细胞中水分迁移，从而引起植株萎蔫加速植株的衰老和死亡。通过应用OCT仪这一可对生物组织进行非侵入检测的新型光学诊断成像技术对甘蓝叶片进行检测可知：由不同浓度同一植株的生长数据图中，OCT响应值随着生长时间的增加而升高，表明甘蓝组织对光的吸收减弱，光透性增强，说明随着时间增加镉离子对植物表层产生累积影响，使得植物内部水分亏缺，损害细胞系统导致光透性增强；在镉浓度低于25mg/kg时，OCT响应值随着生长时间增加呈下降趋势，植物内部水分增多，细胞组织增强，致使植物吸收光线增强，数据逐渐降低，其说明镉浓度低于25mg/kg时对甘蓝植物生长起到促进作用，植物生长速度加快；而100mg/kg浓度的镉离子其OCT响应值在不同生长时间表现为基本持平，说明这一浓度值接近重金属镉对植物起促进和抑制作用的临界浓度，对植物内部的各种影响基本持平。而高浓度样品150mg/kg～250mg/kg其随着生长时间增加响应值逐渐升高，表明此浓度的镉离子对植物产生一定抑制和毒害作用。通过对不同镉离子浓度中甘蓝植物的生长状况研究，可以看到镉离子对甘蓝植物的累积影响作用效果，同时本文应用OCT仪对镉离子污染的植物进行研究可以为治理和修复重金属污染提供高效和合理的途径。