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分布于歐洲、亞洲、北美洲、中美洲及非洲最北部的亞高山至高山地帶。冷杉屬植物發生于晚白堊世，至第三紀中新世及第四紀種類增多，分布區擴大，經冰期與間冰期保留下來，繁衍至今。

為中國特有樹種，產于四川大渡河流域（康定、瀘定、石棉、峨邊、峨眉、普雄、越西）、青衣江流域（寶興、洪雅、天全）、烏邊河流域（洪溪、馬邊）、金沙江下游（雷波、金陽）、安寧河上游（冕寧）及灌縣（巴郎山）等地的高山上部。在氣侯溫涼、濕潤，年降水量1500-2000毫米，云霧多、空氣濕度大、排水良好、腐殖質豐富的酸性棕色森林土，海拔2000-4000米地帶組成大面積純林；在峨邊、馬邊等地冷杉林帶的下段則與鐵杉、云南鐵杉、油麥吊云杉、扁刺栲、苦櫧、亮葉水青岡、包懈柯，吳茱萸五加、扇葉槭等針葉樹、闊葉樹組成混交林。生長繁茂，為其分布區內森林的主要樹種。江西廬山有栽培。模式標本采自四川峨眉山。

冷杉的木材色淺，心邊材區別不明顯，氣干密度500KG/m3，材質稍硬重，水紋美觀無正常樹脂道，材質輕柔、結構細致，無氣味，易加工，強度中上，握釘力強。加工易，切削面光滑，干燥，機械加工、防腐工藝性良好。一般最大造材規格4米。

冷杉的樹皮、枝皮含樹脂，著名的加拿大樹脂即是從香脂冷杉的幼樹皮和枝皮中提取的，是制切片和精密儀器最好的膠接劑。國產冷杉也可提取相似的膠接劑。為制造紙漿及一切木纖維工作的優良原料，可作一般建筑枕木（需防腐處理）、器具、家具及膠合板，板材宜作箱盒、水果箱等。

喬木，高達40米，胸徑達1米；樹皮灰色或深灰色，裂成不規則的薄片固著于樹干上，內皮淡紅色；大枝斜上伸展，一年生枝淡褐黃色、淡灰黃色或淡褐色，葉枕之間的凹槽內有疏生短毛或無毛，二、三年生枝呈淡褐灰色或褐灰色； 冬芽圓球形或卵圓形，有樹脂。樹皮大多為白灰色，縱裂，呈鱗片狀剝落；心、邊材區別不明顯，木材淺褐色或黃褐色帶紅色；紋理直，略均勻，結構中，有光澤；年輪明顯，寬窄不均，木射線甚細；管胞內含有草酸鈣，在橫切面上呈白色小點，為顯著特征之一。 

葉在枝條上面斜上伸展，枝條下面乏葉列成兩列，條形，直或微彎，長1.5-3厘米，寬2-2.5毫米，邊緣微反卷，或干葉反卷，先端有凹缺或鈍，上面光綠色，下面有兩條粉白色氣孔帶，每帶有氣孔線9-13條；橫切面兩端鈍圓，靠近兩端下方的皮下層細胞各有1個邊生樹脂道，上面皮下層細胞一層，中部連續排列，兩側間斷排列，兩端邊緣及下面中部有一至二層皮下細胞，二層者則內層不連續。 

球果卵狀圓柱形或短圓柱形，基部稍寬，頂端圓或微凹，有短梗，熟時暗黑色或淡藍黑色，微被白粉，長6-11厘米，徑3-4.5厘米；中部種鱗扇狀四邊形，長1.4-2厘米，寬1.6-2.4厘米，上部寬厚，邊緣內曲，下部兩側耳狀，基部窄成短柄狀；苞鱗微露出，長1.2-1.8厘米，上端寬圓，邊緣有細缺齒，中央有急尖的尖頭，尖頭通常向后反曲；種子長橢圓形，較種翅長或近等長，種翅黑褐色，楔形，上端截形，連同種子長1.3-1.9厘米。花期5月，球果10月成熟。 

冷杉具有較強的耐陰性，適應溫涼和寒冷的氣候，土壤以山地棕壤、暗棕壤為主。常在高緯度地區至低緯度的亞高山至高山地帶的陰坡、半陰坡及谷地形成純林，或與性喜冷濕的云杉、落葉松、鐵杉和某些松樹及闊葉樹組成針葉混交林或針闊混交林。