落叶松属植物在早第三纪就已出现在欧亚大陆,到第四纪由于气温下降的影响,落叶松的分布范围逐渐扩大,后随冰后期气温的回升,其分布区逐渐向北退缩和向山地抬升,繁衍至今,形成目前的分布格局。在中国东北及华北平原(如呼玛、哈尔滨、饶河及北京等地)的晚更新世地层中也发现了落叶松的花粉与球果。
落叶松高达35米,胸径达90厘米。树皮灰色、暗灰色或灰褐色,皮沟深,纵裂成片状脱落,落痕为紫红色;折断后断面深褐色;肉皮淡肉红色。
落叶松属落叶乔木,树干通直;小枝规则互生,分长枝与短枝二型。叶、芽鳞、雄蕊、苞鳞、珠鳞与种鳞均螺旋状排列。叶在长枝上散生,在短枝上呈簇生状,倒披针状线形,柔软,上面中脉多少隆起,下面两侧有数条气孔线,叶内有2个通常边生的树脂道。雌雄同株,雌、雄球花均单生于短枝顶端;雄球花具多数雄蕊,每雄蕊具2花药,药室纵裂,花粉无气囊;雌球花直立,珠鳞小,腹面基部着生两个倒生胚珠,背面托一大而显著的苞鳞。球果直立向上,当年成熟,幼时通常紫红色;种鳞革质,宿存;苞鳞短窄,不露出或微露出,或苞鳞较种鳞为长,露出部分直伸,弯曲或反折;种子具膜质长翅,基底被种翅包裹,种皮无树脂囊。
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