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最古老的水杉(shan)屬植物(wu)化石出(chu)現于(yu)中(zhong)生代白堊紀沉積地層，當時這(zhe)一(yi)類植物(wu)約有10種，廣泛(fan)分布于(yu)北半球。
到(dao)第三紀早期它們由南向北遷移，到(dao)達(da)北極(ji)地區，其后由于氣候的巨大(da)變化,又向南遷移,在亞洲東部(bu)到(dao)達(da)中國(guo)的東北、朝鮮(xian)、日本。但經過第四紀冰期以后，它們幾(ji)乎(hu)全部(bu)絕滅。
20世紀40年代，中國科學(xue)家(jia)在(zai)中國的四(si)川(chuan)、湖北和湖南邊境(jing)發現(xian)尚有留存，并加以鑒定，使這個曾被(bei)認為(wei)早已在(zai)世界上(shang)絕跡的“孑遺植物(wu)”迅速傳播于(yu)世界，被(bei)譽為(wei)“活化(hua)石(shi)”。
水杉的(de)原產(chan)地在湖(hu)(hu)北省(sheng)(sheng)利(li)(li)川(chuan)縣、四川(chuan)省(sheng)(sheng)石(shi)柱縣和湖(hu)(hu)南省(sheng)(sheng)龍山(shan)縣相鄰(lin)的(de)地區，集中(zhong)分(fen)布(bu)在利(li)(li)川(chuan)縣西部的(de)小河(he)鎮周圍,方圓僅600平方公里的(de)局(ju)限(xian)范(fan)圍內有5000余顆水杉母樹。
現栽培(pei)范(fan)圍(wei)已(yi)擴大至(zhi)(zhi)北(bei)(bei)起北(bei)(bei)京、遼(liao)寧南部，南及廣(guang)東和廣(guang)西、云貴高原(yuan)，東臨東海、黃海之濱和臺灣,西至(zhi)(zhi)四(si)川盆(pen)地(di)的遼(liao)闊地(di)區(qu),并已(yi)成(cheng)為(wei)長江中下游平原(yuan)地(di)區(qu)的重要造林樹種；同時已(yi)被(bei)引(yin)種至(zhi)(zhi)亞、非、歐、美等50多個國家和地(di)區(qu)。目前世(shi)界上最大的人(ren)工水杉樹林在湖(hu)北(bei)(bei)省境內(nei)潛江市。