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在20世纪40年代之前，水杉仍然是一种“化石”植物，人们已经认为它和恐龙一样，只有残留在岩层中的遗迹才能证明它曾经存在过。然而，在20世纪40年代，水杉“活了”，成了“活化石”。水杉的发现在全球植物界引起了轰动。近70年来，水杉在许多国家成功引进，再次回到了几千万年前它踏上的土地。水杉是中国第一批被列为国家保护植物的珍贵树种，也是为数不多的被中国学者发现和命名的著名树种之一。水杉不仅承载着地球几千年的历史，也承载着中国学者对知识的追求。
树木档案
柏科水杉是中国特有的水杉、国家一级保护植物、珍稀濒危保护植物。落叶大乔木，枝叶交互对生，冬季落叶，无芽小枝与叶一起脱落，球花单性，雌雄同株。水杉具有很高的研究价值和经济价值。水杉树冠锥形，树形优美，树干笔直，姿态挺拔，不偏不倚，不枝不蔓，春夏青翠美丽，枝叶繁茂，秋叶金黄，是著名的园林观赏树种。水杉适应性强，材质轻软，可用作造林、绿化树种、建筑、家具、造纸等材料。
水杉在植物领域的地位有其不可磨灭的价值。水杉原本是一种被宣布灭绝的物种，但它真实而生动地存在于地表，并被发现在北半球的中国，并以中国学者命名。因此，水杉的发现是中国植物分类学家对人类知识进步的巨大贡献。水杉的发现不仅使原来的“化石”活了下来，还解决了松科、杉科和柏科多年来一直困扰着分类学家的亲缘关系问题。生叶的互动为松科和杉科与生叶的柏科搭建了亲缘关系的桥梁。
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江苏南京，北京东路沿线的水杉林让人倍感清新。 安东摄(中新社发)
与梭罗争辉，与恐龙相伴
水杉原产于中国重庆、湖北、湖南的交界处，主要分布在重庆石柱县、湖北利川市道道镇水杉坝及湖南西北部龙山、桑树等地750-1500米处。目前，已在亚洲、非洲、欧洲等70多个国家和地区引进栽培。中国也从辽东半岛北部、广州南部、江苏、浙江东部、昆明、成都西南部等地进行栽培。水杉原产地极其狭窄，但种植分布区可谓广阔，这是为什么呢？
水杉是柏科红杉亚科的三大单种属之一。根据王晓泉研究小组提供的最新分子证据，红杉亚科是一个古老而悠久的群体。虽然这个群体现在正处于衰退状态，但它在地质史上经历了一个极其繁荣的时代。红杉亚科植物种类繁多，目前已发现的水杉属化石约有10种，广泛应用于北半球。在晚白垩纪和第三纪，红杉亚科曾经是北半球森林植被的重要组成部分，但后来由于地质变化和气候变化，大量的红杉亚科群体被摧毁。晚上第三纪全球气温下降迫使红杉亚科逐渐退出高纬度地区。第四纪冰期气候的剧烈恶化，使红杉亚科的分布区进一步退缩到中低纬度地区，最终消失在欧洲，仅残留在东亚腹地和北美西部，因此只有三种单一的红杉亚科植物：水杉、巨大的杉和北美的红杉。
水杉有两个分布中心：东亚和北美西部。大约1000万年前，由于喜马拉雅山脉的隆起和东南季风的不断加强，云南的水杉林失去了庇护所，野生水杉的分布再次缩小。现在它只蜷缩在湖南、湖北和重庆的交界处。因此，水杉现在可以种植在世界各地，这与它原来的地球历史特征密切相关，它的祖先已经广泛传播到世界各地。
无论是扦插还是种子繁殖，水杉生长迅速，适应性强，耐热耐寒，耐旱耐涝。水杉树形美观，树干笔直，姿态挺拔，不偏不倚，不枝不蔓，春夏青翠美丽，枝繁叶茂，叶色嫩绿宜人，秋叶金黄，是著名的园林观赏树种。强壮柔软的水杉木质组织具有较强的抗风作用，也可作为较好的防风林。水杉是一种具有较强喜光性的快速生长树种，具有耐水性和湿度。在土壤含水量高的地方，甚至在湿地沼泽中，水杉可以生长出膝盖呼吸根进行呼吸和气体交换。
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水杉模式树 张志翔供图
中国发现了“活化石”
为什么水杉被称为“活化石”？简而言之，科学家们首先从化石中发现了水杉，曾经认为水杉已经灭绝，但后来，中国科学家在中国发现了水杉的新鲜形式，即“活水杉化石”。水杉的发现是现代中国科学史上的一件盛事。
1941年冬天，中央大学干铎教授进入四川省约2.5公里的谋道溪(又称磨刀溪，原四川省万县，现湖北省利川市)时，一棵30多米高的树引起了他的注意，当地人称之为“水蕨”。因为当时新叶没有发，他又匆匆赶路，所以没有收集标本。当时万县农校教务主任杨龙兴先生代为采集标本。1942年，杨龙兴先生向干铎先生发送了一份有叶无花无果的标本。干铎教授立即将其送给树木学教授郝景生先生进行鉴定。然而，这个珍贵的标本后来意外丢失了。
1943年7月，农林部中央林业实验所技术人员王勇前往湖北西部神农架考察森林。经杨龙兴介绍和建议，水杉的枝叶和果实标本（仅缺花）在路过小溪时被采摘。王战认为标本是水松，并做了相关记录。1945年夏，王战将标本交给中央大学森林系树木学教授郑万钧鉴定。郑万钧认为，它的枝叶虽然看起来像水松，但叶对生，球果鳞片盾形，对生，既不是水松，也不是北美红杉，应该是现有杉松中的新属。1946年秋，鉴于当时南京相关资料不多，郑万钧向北平静生物调查所教授胡先苏博士发送了一份标本，要求他查阅文献。经胡发现，水杉标本和日本学者三木茂（Miki）1941年发表的新属形态相同，由两种化石植物命名。由此可见，我国发现的这一新种应属于化石属，是真正的“活化石”。此前，郑万钧根据在中国东北抚顺和库页岛采集的始新世化石标本，对水杉化石植物进行了修订和命名。
1948年5月，胡先苏和郑万军联合发表了《水杉新科与生存水杉新种》一文，明确了水杉在植物进化系统中的重要地位，得到了国内外植物学、树木学和古生物学界的高度评价。经仔细观察，胡先苏在枝条上交叉对生水杉线形叶，呈假二列状排列，纠正了之前误以为水杉叶是对生羽状排列的描述。当时，日本三木茂、胡先苏和郑万军发现了日本化石、中国化石和中国现代水杉，震惊了国际植物学界，引起了世界植物学家和古代植物学家的极大兴趣。
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水杉叶呈假二列排列
水杉野生种群面临困境
尽管栽培引种遍布世界各地，但水杉仍面临着野生种群不断缩小的严重问题。
与银杏类似，水杉古老的野生种群作为最常见的濒危植物，不受重视，这无疑是一个亟待解决的重要问题。目前，人们已知，水杉野生种群仅分布在湖北、湖南和重庆的交界处。湖北省利川市约5000株，重庆市石柱县28株，湖南省龙山市仅3株，种群甚至少于大熊猫。自1980年以来，原水杉种群调查未见幼苗，根据李媛媛等学者发现水杉野生种群更新困难，遗传多样性逐渐下降，种群结构逐渐下降，群落结构趋于单一，老树遭受病虫害，附近人类活动频繁，生态环境破坏，水杉野生种群仍在减少。
水杉是中国植物界最具影响力的中国树种，从化石变成日夜伴随着人们的树种，影响着世界各地的植物产业。它已经伴随着地球走过了无数代，看到了无数的春秋，与蕨类植物竞争，与恐龙同生，如今与被子植物竞争。地球气候、地质、生态环境的变化在水杉漫长的记忆中得以保存。保护这样一个古老的物种不仅是为了获得它的经济价值，也是为了让人类了解地球作为人类甚至哺乳动物从未经历过的历史。（张志翔 黄今 王亚超）
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江苏泗洪100亩水杉 张连华摄影(中新社发)
作者简介
张志翔 北京林业大学博物馆馆长，北京林业大学自然保护区学院教授。现担任中国林业学会树木科学专业委员会副主任、中国植物学会理事、中国野生植物保护协会理事、第五届、第六届国家自然保护区评审委员会委员。
黄今 目前从事泛喜马拉雅植物志金丝桃科分类修订的北京林业大学自然保护区学院硕士研究生。
王亚超 目前从事杨属青杨组系统发展研究的北京林业大学自然保护区学院博士生。
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