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  已經發現的化石表明水杉屬在中生代白堊紀及新生代曾廣泛分佈於北半球,水杉屬在中生代白堊紀和新生代約有6至7種,但在第四紀冰期以後,同屬於水杉屬的其他物種因氣候變冷而全部滅絕。而中國四川、湖南、湖北邊境地帶因地形走向複雜,受冰川影響小,使水杉得以倖存,成為曠世的奇珍。 水杉生長在河流兩旁、溼潤山坡及溝谷中栽培,野生水杉常與杉木、茅慄、錐慄、楓香、漆樹、燈臺樹、響葉楊、利川潤楠等樹種混生。

  1939年,時為日本都大學講師的三木茂博士(1901-1974)發現了一種和紅杉(Sequoia)相近而又不盡一樣的植物化石,1941年發表的時候命名為"Metasequoia","Meta"為變化、改變之意,以示和紅杉姊妹關係。  1941年冬天,原國立中央大學森林系教授幹鐸由湖北西部前往重慶途中,在路過境內的謀道鎮時,他在一條名為“磨刀溪”的小溪旁發現有一株較為奇特而不常見的大樹,當地俗稱“水<unk>”,引起了他的注意。當時樹葉已經全數落下,故未能取到標本。  1943年7月21日,農林部中央林業實驗所技工王戰(1911-2000)由戰時的陪都重慶赴湖北當時的省會恩施接洽有關去神農架考察事宜;路過四川省萬縣(今重慶市萬州區)時從萬縣高農校楊龍興(1913-1999)處得知磨刀溪(現稱謀道,隸屬湖北省利川市)有“神樹”存在;於是王戰等改變原計劃水路而走陸路赴恩施,第三天到達磨刀溪並找到此樹,並於7月21日正式採得水杉枝葉、果實標本。回到重慶後,王戰認為是水鬆("Glyptostrobus pensilis"),並存放於標本室。  1945年夏,王戰將一小枝水杉和兩個果實送給了吳中倫帶回學校,並交給中央大學森林系樹木學教授鄭萬鈞(1904-1983)鑑定,鄭萬鈞教授見到標本後認為不是水鬆,而是新類群,後與中央林業實驗所所長韓安(韓竹坪,1886-1961)暫定名為"Chieniodendron sinense"。  1946年4月、5月間,在北平的靜生生物調查所所長鬍先<unk>教授(1894-1968)在助手傅書遐的協助下將鄭萬鈞寄來的水杉標本鑑定為三木茂發表的化石"Metasequoia"。  1948年5月,胡先<unk>和鄭萬鈞聯名在靜生生物調查所《彙報(新編)》第一卷第二期中發表《水杉新科及生存之水杉新種》,確定了水杉學名以及其在植物進化系統中的重要位置,得到了國內外植物學、樹木學和古生物學界的關注、重視和高度評價。  原認為早已滅絕只存在於化石之中的水杉("Metasequoia"),在中國被發現存在現存種的訊息傳出以後,各國植物學者和古植物學者對此產生了極大的興趣。美國加州大學伯克利分校古生物系主任Dr. Ralph Works Chaney(1890-1971)於1948年專程來華實地考察水杉。水杉發現的經過經各種媒體廣泛報道進而為世人所知,被視為植物學的重大發現。

  在歐洲、北美和東亞,從晚白堊紀至始新世的地層中均發現過水杉化石,約在250萬年前的冰期以後,水杉屬幾乎全部絕跡,僅存水杉一種,現今天然只分佈於中國湖北利川市磨刀溪、重慶、湖南三省交界的利川、石柱、龍山三縣的區域性地區,垂直分佈一般為海拔800-1500米,生長在氣候溫和、夏秋多雨、酸性黃壤土地區。後經引進到到世界各地予以栽培,北京植物園櫻桃溝中亦有生長。

  落葉大喬木;高可達35米,直徑可達2.5米。幼樹樹冠尖塔形,老樹則為廣圓頭形。樹幹基部多為膨大,樹皮灰色、灰褐色或暗灰色,幼樹樹皮裂成薄片脫落,大樹樹皮裂成長條狀脫落,內皮為淡紫褐色、灰色或灰褐色;大枝近輪生,小枝對生,下垂,一年生枝初為綠色,後為淡褐色,二、三年生枝灰褐色,枝的表皮層常成片狀剝落,側生短枝長4-10釐米,冬季與葉俱落。葉扁平條形,長1-2釐米,寬1.5-2毫米,淡綠色,表面中脈凹,背面隆起,每邊4-8條氣孔線,小葉互相對生成兩列,羽狀,冬季與側生無芽的小枝一起脫落。  球花單性,雌雄同株,單生葉腋;雄球花單生於枝頂和側方,排成總狀或圓錐狀花序狀,有很短的柄,雄蕊20,互動對生,各有3個花葯;雌球花單生於去年生枝頂或近枝頂,有短柄,珠鱗22-28,互動對生。  球果下垂,近四稜圓球形或短圓柱形,有長柄,長1.8-2.5釐米,熟時深褐色;種鱗木質,盾形,鱗頂扁菱形, 中央有一條橫槽,宿存,互動對生,通常為22-28個;中部種鱗各有種子5-9。種子倒卵形,扁平,周圍有窄翅,先端有凹缺。子葉2,出土。花期2月下旬,果實11月成熟。幼苗子葉數目為2片。  全世界約50個國家和地區引種栽培,栽培地北達北緯60度的聖彼得堡及阿拉斯加等地,水杉在零下34°C及47°C的低溫也能在野外越冬生長。

  水杉十分耐寒,生長迅速,需水量較大,適應力較強,能短暫承受40°C高溫和零下30°C的嚴寒, 春夏季為生長期,秋冬季落葉休眠。水杉適合生長於陽光充足、溫暖溼潤的山谷或山麓地勢平緩、土層深厚、稍有積水的地方,不耐乾旱貧瘠,較耐水澇。

  水杉最接近的近親是同屬紅杉亞科(Sequoioideae)的巨杉及加州紅木,分別分佈在北美洲美國西岸的加州及內華達山脈西側。

  1984年,武漢市將水杉定為市樹。
水杉(學名:')又名曙杉,落葉喬木,柏科水杉屬唯一現存種,中國特產的孑遺珍貴樹種,第一批列為中國國家一級保護植物的稀有種類,有植物界“活化石”之稱。