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  已经发现的化石表明水杉属在中生代白垩纪及新生代曾广泛分布于北半球,水杉属在中生代白垩纪和新生代约有6至7种,但在第四纪冰期以后,同属于水杉属的其他物种因气候变冷而全部灭绝。而中国四川、湖南、湖北边境地带因地形走向复杂,受冰川影响小,使水杉得以幸存,成为旷世的奇珍。 水杉生长在河流两旁、湿润山坡及沟谷中栽培,野生水杉常与杉木、茅栗、锥栗、枫香、漆树、灯台树、响叶杨、利川润楠等树种混生。

  1939年,时为日本都大学讲师的三木茂博士(1901-1974)发现了一种和红杉(Sequoia)相近而又不尽一样的植物化石,1941年发表的时候命名为"Metasequoia","Meta"为变化、改变之意,以示和红杉姊妹关系。  1941年冬天,原国立中央大学森林系教授干铎由湖北西部前往重庆途中,在路过境内的谋道镇时,他在一条名为“磨刀溪”的小溪旁发现有一株较为奇特而不常见的大树,当地俗称“水<unk>”,引起了他的注意。当时树叶已经全数落下,故未能取到标本。  1943年7月21日,农林部中央林业实验所技工王战(1911-2000)由战时的陪都重庆赴湖北当时的省会恩施接洽有关去神农架考察事宜;路过四川省万县(今重庆市万州区)时从万县高农校杨龙兴(1913-1999)处得知磨刀溪(现称谋道,隶属湖北省利川市)有“神树”存在;于是王战等改变原计划水路而走陆路赴恩施,第三天到达磨刀溪并找到此树,并于7月21日正式采得水杉枝叶、果实标本。回到重庆后,王战认为是水松("Glyptostrobus pensilis"),并存放于标本室。  1945年夏,王战将一小枝水杉和两个果实送给了吴中伦带回学校,并交给中央大学森林系树木学教授郑万钧(1904-1983)鉴定,郑万钧教授见到标本后认为不是水松,而是新类群,后与中央林业实验所所长韩安(韩竹坪,1886-1961)暂定名为"Chieniodendron sinense"。  1946年4月、5月间,在北平的静生生物调查所所长胡先<unk>教授(1894-1968)在助手傅书遐的协助下将郑万钧寄来的水杉标本鉴定为三木茂发表的化石"Metasequoia"。  1948年5月,胡先<unk>和郑万钧联名在静生生物调查所《汇报(新编)》第一卷第二期中发表《水杉新科及生存之水杉新种》,确定了水杉学名以及其在植物进化系统中的重要位置,得到了国内外植物学、树木学和古生物学界的关注、重视和高度评价。  原认为早已灭绝只存在于化石之中的水杉("Metasequoia"),在中国被发现存在现存种的消息传出以后,各国植物学者和古植物学者对此产生了极大的兴趣。美国加州大学伯克利分校古生物系主任Dr. Ralph Works Chaney(1890-1971)于1948年专程来华实地考察水杉。水杉发现的经过经各种媒体广泛报道进而为世人所知,被视为植物学的重大发现。

  在欧洲、北美和东亚,从晚白垩纪至始新世的地层中均发现过水杉化石,约在250万年前的冰期以后,水杉属几乎全部绝迹,仅存水杉一种,现今天然只分布于中国湖北利川市磨刀溪、重庆、湖南三省交界的利川、石柱、龙山三县的局部地区,垂直分布一般为海拔800-1500米,生长在气候温和、夏秋多雨、酸性黄壤土地区。后经引进到到世界各地予以栽培,北京植物园樱桃沟中亦有生长。

  落叶大乔木;高可达35米,直径可达2.5米。幼树树冠尖塔形,老树则为广圆头形。树干基部多为膨大,树皮灰色、灰褐色或暗灰色,幼树树皮裂成薄片脱落,大树树皮裂成长条状脱落,内皮为淡紫褐色、灰色或灰褐色;大枝近轮生,小枝对生,下垂,一年生枝初为绿色,后为淡褐色,二、三年生枝灰褐色,枝的表皮层常成片状剥落,侧生短枝长4-10厘米,冬季与叶俱落。叶扁平条形,长1-2厘米,宽1.5-2毫米,淡绿色,表面中脉凹,背面隆起,每边4-8条气孔线,小叶互相对生成两列,羽状,冬季与侧生无芽的小枝一起脱落。  球花单性,雌雄同株,单生叶腋;雄球花单生于枝顶和侧方,排成总状或圆锥状花序状,有很短的柄,雄蕊20,交互对生,各有3个花药;雌球花单生于去年生枝顶或近枝顶,有短柄,珠鳞22-28,交互对生。  球果下垂,近四棱圆球形或短圆柱形,有长柄,长1.8-2.5厘米,熟时深褐色;种鳞木质,盾形,鳞顶扁菱形, 中央有一条横槽,宿存,交互对生,通常为22-28个;中部种鳞各有种子5-9。种子倒卵形,扁平,周围有窄翅,先端有凹缺。子叶2,出土。花期2月下旬,果实11月成熟。幼苗子叶数目为2片。  全世界约50个国家和地区引种栽培,栽培地北达北纬60度的圣彼得堡及阿拉斯加等地,水杉在零下34°C及47°C的低温也能在野外越冬生长。

  水杉十分耐寒,生长迅速,需水量较大,适应力较强,能短暂承受40°C高温和零下30°C的严寒, 春夏季为生长期,秋冬季落叶休眠。水杉适合生长于阳光充足、温暖湿润的山谷或山麓地势平缓、土层深厚、稍有积水的地方,不耐干旱贫瘠,较耐水涝。

  水杉最接近的近亲是同属红杉亚科(Sequoioideae)的巨杉及加州红木,分别分布在北美洲美国西岸的加州及内华达山脉西侧。

  1984年,武汉市将水杉定为市树。
水杉(学名:')又名曙杉,落叶乔木,柏科水杉属唯一现存种,中国特产的孑遗珍贵树种,第一批列为中国国家一级保护植物的稀有种类,有植物界“活化石”之称。