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水杉是乔木，高达35米，胸径达2.5米；树干基部常膨大；树皮灰色、灰褐色或暗灰色，幼树裂成薄片脱落，大树裂成长条状脱落，内皮淡紫褐色；枝斜展，小枝下垂，幼树树冠尖塔形，老树树冠广圆形，枝叶稀疏；一年生枝光滑无毛，幼时绿色，后渐变成淡褐色，二、三年生枝淡褐灰色或褐灰色；侧生小枝排成羽状，长4-15厘米，冬季凋落；主枝上的冬芽卵圆形或椭圆形，钝，长约4毫米，径3毫米，芽鳞宽卵形，先端圆或钝，长宽几相等，约2-2.5毫米，边缘薄而色浅，背面有纵脊。叶条形，长0.8-3.5（常1.3-2）厘米，宽1-2.5（常1.5-2）毫米，上面淡绿色，下面色较淡，沿中脉有两条较边带稍宽的淡黄色气孔带，每带有4-8条气孔线，叶在侧生小枝上列成二列，羽状，冬季与枝一同脱落。
分布于湖北、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750~1500米。稀有种。水杉是世界上的孑遗植物。远在中生代白垩纪，地球上已出现水杉类植物，并广泛分布于北半球。冰期以后，这类植物几乎全部绝迹。
在欧洲、北美、和东亚，从晚白垩至新世的地层中均发现过水杉化石，二十世纪四十年代中国的植物学家在湖北、四川交界的谋道溪（磨刀溪）发现了幸存的水杉巨树，树龄约400余年。后在湖北利川县水杉坝与小河发现了残存的水杉林，胸径在20厘米以上的有5000多株，还在沟谷与农田里找到了数量较多的树干和伐兜。随后，又相继在四川石柱县冷水与湖南龙山县珞塔、塔泥湖发现了200~300年以上的大树。
水杉有“活化石”之称。它对于古植物、古气候、古地理和地质学，以及裸子植物系统发育的研究均有重要的意义。在湖北利川设立了水杉种子站，建立了种子园，加强了母树的管理，对5000多株林木进行逐株建档，采取了砌石岸、补树洞、开排水沟、防治病虫害等保护措施，并加速育苗和造林。龙山、石柱对水杉大树采取了挂牌保护。
锄草松土即清除杂草、藤本，疏松土壤增强透气性，改善理化性能，创造舒适良好的土壤环境空间，提高根系生命功能，促进其健壮快速生长，为水杉丰产夯实基础。每年锄草松土2次，在5~6月、8~9月水杉旺盛生长前期抚育效果佳。
为充分利用林中空地，提高土地利用率，改善土壤结构，增强土壤肥力，造林1~2年内可适当套种豆类作物或绿肥，为不影响树苗生长，套种作物要与树苗保持30~40cm的距离。通过对作物的中耕除草尧施肥，既可起到以耕代抚的作用，又可增加收益，达到以短养长的目的。
