一、形态特征
常绿乔木，树高约25m，一般胸径80cm，最大胸径200cm。树干通直，树皮灰褐色，老龄时呈纵裂薄条状开裂脱落。生鳞叶的小枝四棱形，直立，鳞叶交互对生，鳞叶蓝绿色，外被蜡质白粉，先端钝稍尖。雌雄同株。球果次年成熟。球果直径1.6～3cm。幼果绿色或紫绿色，外被白粉。成熟时深褐色或深紫褐色；种鳞4～5对，顶部中央有短尖头，发育种鳞有多数种子。种子近卵形，褐色，稍扁平，两侧有窄翅，子叶2。冲天柏的形态见图1-1。
二、分布与生长特性
1.分布特性
在云南省，冲天柏分布于热区外大部地区。但以丽江市、大理州、昆明市、曲靖市、楚雄州、红河州分布较为集中。其北缘可达德钦县一带，现至个旧、蒙自、屏边、西畴、马关一线，西到龙陵、腾冲。冲天柏天然分布于云南西北部，其天然林分罕见。据资料记载，在丽江市石鼓镇新开村2800～3300m的石灰岩山地，保存有60hm2左右的冲天柏天然林；在河墩子至维西沿澜沧江河谷的干热山地散生有冲天柏天然林木；此外，四川西南部雅砻江流域及大渡河干燥山坡亦有散生的冲天柏天然树木生长。在丽江分布的冲天柏天然林分为复层混交林，常有长穗高山栎（Quercus longispica）混生。长穗高栎居于冲天柏树冠下，树冠呈黑褐色，当地人称"黑树林"。林分中，冲天柏、长穗高山栎两树种的林木，各自形成林层，其生长情况如表2-1。
表2-1 冲天柏、长穗高山栎混交林的林木生长情况
| 林层 | 组成 | 年龄/a | 平均树高/m | 平均胸径/cm | 每公顷林木蓄积量/m3 |
| Ⅰ | 10冲天柏 | 300 | 16.0 | 20.8 | 218 |
| Ⅱ | 10长穗高山栎 | 成熟 | 11.0 | 21.2 | 203 |
林内下木较发达，平均高1.5m左右。常见种类有箭竹、灰白荛花（Wikstroemia cenescens）、管花木犀（Qsmanthus delavyi）等。而草本植物稀疏，盖度仅20%左右，主要有莎草（Cyperus sp.）、臭节草（Boenninghauseinia albiflora），以丛状散生分布，平均高30cm。此外，林内还有蔓枝藓（Cleistostoma ambigua）、大羽藓（Thuidium cymbifolim）、云南卷叶藓（Vlota bellissima）等苔藓植物（见《云南森林》）。
冲天柏人工林的分布，则以滇中、滇东北、滇西地区较为集中。由于冲天柏的林木具有生长快、材质好、树形美、适生性强的特性，而常四旁绿化树种，广植于庭院、公园、河堤、古刹和寺院，并作为重要的荒山绿化树种，广泛用于造林。
在云南省，冲天柏的垂直分布带，一般为海拔1300～2800m，最高可达3600m。在滇中地区，较集中分布于海拔1700～2400m的地带。其分布区的气候特点是：干湿季明显，夏凉而冬暖，无盛暑和酷寒。但冲天柏对温暖湿润或夏热冬凉快的气候环境也能适应。冲天柏人工栽培中心区的年平均气温15℃左右，极端最高气温32～34℃，极端最低温-5℃，年降雨量1000mm左右，平均相对温度在65%以上。
2、林木的生长特性
冲天柏林木生长快、喜光，能耐一定的侧方荫蔽，但需要有充足的上方光照才能正常生长。故在自然分布区，常见于山顶和阳坡。冲天柏林木在山地、丘陵、岩溶地区、低丘和平坝、四旁、河岸均能生长。但以土层深厚、肥沃湿润的山麓、山凹、低丘及平坝地区生长较好。
冲天柏林木能适应酸性土、钙质土等多种土壤。在云南省，其分布区常见的土壤类型为山地红壤和红色石灰土。
冲天柏林木生长快，高生长速生期来得早，顶端优势明显。幼树期树梢往往因木质化程度低而呈钩丝状，但在入秋后顶梢逐渐直立。树木顶梢若机械损伤或遭受虫害，则顶端侧芽能迅速萌动代替顶芽生长，因此不论成林或散生状，冲天柏树木的主干均保持圆满通直状。
冲天柏林木的树冠狭窄，其形状随树龄而变化。在中幼林期林木的树冠呈尖塔状，冠幅在15～2m之间；老龄时林木树冠顶部渐平呈卵圆形，部分林木在老龄时树皮扭曲。
冲天柏林木15年生左右开始结实，20年生时进入盛果期。每年1～2月开花，雌球花授粉后发育为球果。其林木除侧枝结实外主干也能结实（图2-1）。球果成熟后不脱落，可多年宿存。
冲天柏林木具有较强的耐旱能力，能顺利渡过季节性干旱。2009～2010年，云南遭受百年不遇的冬春夏季连旱，但此时冲天柏林木仍能正常生长。
冲天柏林木的侧根、须根发达。中龄林木的根系在10～40cm的土层分布较为密集。在石灰岩裸露地，冲天柏林木的侧根可在石缝中的土层延伸，从中吸收水分和养分，供林木生长发育。在自然环境中，冲天柏林木虽能在干旱瘠薄的土壤上生长，但生长缓慢，其生长量远不及生长在土层深厚、肥沃、水湿条件优越的林木。
冲天柏林木的寿命长，可达千年以上。丽江北岳庙内，现存有1株1200年的古冲天柏林木，当地俗称"唐柏"，树高25m，胸径200cm（图2-2）；迪庆州香格里拉县尼西乡纳姆古村亦存有1株古冲天柏，其树龄1000年，树高30cm，胸径193cm。此外，在丽江大研镇狮子山存有土司木氏于元代至明代万历年间种植的冲天柏古树群，平均树高16m，平均胸径131cm（图2-3）。
冲天柏林木抗凝冻，耐严寒。据贵州省六盘水林科所对引种冲天柏幼树有受冻调查资料：在该区冬季-11.7℃的极端低温条件下，受冻的冲天柏幼树仅占其调查总数的5%，且受冻林木的树梢在立春后，即有新芽萌生形成主梢，对日后树木的生长并无影响。
冲天柏亦有一定的天然更新能力。相关资料表明，20年生的冲天柏纯林，其郁闭度为0.5的林分，在地被物盖度0.7的林地上，每亩约有冲天柏苗500株；而郁闭度为0.7的林分，在地被物盖度为0.5的林地上，每亩约有冲天柏苗1500株左右。在冲天柏林下仅有1年生的更新幼苗，不见2年生以上苗木，充分反映了冲天柏更新苗需要充足的上方光照才能正常生长。另有调查资料显示，冲天柏林木的伐桩或山火烧死的林木，均能从根茎处萌蘖新株，反映出冲天柏具有较强的更新能力。
云南省林业科学院的有关调查资料显示：冲天柏林木的高生长旺盛期来得早，在中等立地条件下，5年生前林木的年平均高生长量一般为0.4～0.5m，在立地条件较好的地区可达1.1m；10～15年生，林木进入高生长旺盛期，连年生长量为0.6～1.0m，以后连年生长量开始下降。林木的胸径在前5年生长缓慢，一般年平均生长量为0.15～0.3cm，以后逐年增快，15～20年生时，进入胸径生长的高峰期，其林木胸径的连年生长量为0.7～0.8cm。冲天柏林木的材积，10年生前生长量增长缓慢；10年生后增长加快，至29年生时林木的材积尚未达到高峰。20～23年生的冲天柏纯林，每亩的林木蓄积量为8.8～10.5m3。而在立地差，郁闭度大的林分，16年生时即达到林木材积的增长高峰。据贵州农学院调查，贵州立地条件好、密度小的31年生冲天柏林，其林木的单株材积可达0.5148m3，林木材积的速生期在20～30年。另据资料：昆明立地条件好的30年生以上的小面积冲天柏成熟林木，其立木密度达70株/亩，林分蓄积量达24.5m3/亩，平均单株材积约0.35m3。
三经济及生态价值
1.经济价值评价
冲天柏的经济价值主要在于其木材具有优良的经济特性，以及为城市绿化的重要树种上。
冲天柏的木材材质优良，结构细而均匀；材质轻；纹理通直，收缩变形小；硬度及力学强度中等；冲击韧性低；品质系数高。干燥速度中等，不翘裂；尺寸性稳定；能耐腐；切面光滑，切削容易；油漆后光亮性良好，容易胶粘，不耐磨损；钉钉容易，握钉力中等。其木材的物理、力学性质指标为：基本密度0.430g/cm3，气干密度0.518 g/cm3；干缩系数，径向0.255%,弦向0.270%，体积0.403%；抗弯强度930kg·f/cm2，顺抗抗压强度497kg·f/cm2，冲击韧性0.536kg·m/cm2；硬度，径面352kg·f/cm2，弦面378kg·m/cm2，端面537kg·f/cm2（云南经济木材志，罗良才）。
冲天柏木材因具良好的材性，而广泛用建筑、造船、家具、家具、枕木、电杆、玩具、雕刻等。
冲天柏林木葱茂，挺拔苍劲，在城市，园林绿化植物的配置中，具有古朴典雅的美感，能增添城市园林清雅的情趣。再者，冲天柏及其柏类林木的植物具有显著医疗保健功能的有机物即植物精气，故此，冲天柏成为城市庭园绿化中功能独特不可替代的树种。
冲天柏林木所释放的植物精气具有多种生理功能，人体吸入后可通过肺泡上皮进入人体血液，作用于延髓两侧的咳喇中枢，抑制咳嗽冲动，具有止咳作用；通过呼吸道粘膜进入平滑肌细胞内，增加细胞里磷腺苷与环磷鸟苷的比值，能增强平滑肌的稳定性，使人体细胞内的游离钙离子减少，降低收缩蛋白系统的兴奋性，从而使人体的肌肉舒张，支气管口径扩大，解除哮喘，因而能够平喘，此植物精气具有轻微的刺激作用，使人体呼吸道的内分泌增加，纤毛上皮摆动加快，所以能够祛痰；而进入肾脏代谢时，可抑制肾皮质远曲小管对水的再回收，故能利尿。冲天柏林木释放的植物精气还能促进人体免疫蛋白的增加，增加人体抵抗疾病的能力；精气可调剂植物神经的平衡，使人体腺体分泌均衡；新鲜的冲天柏林木植物精气可以增加空气中具氧和负离子含量，增加森林空气的舒适感。故此冲天柏林木释放的植物精气可以治疗人体的多种疾病。对咳嗽、哮喘、慢性气管炎、肺结核、神经官能症、心律不齐、冠心病、高血压、水肿、体癣、烫伤等疾病都有一定的治疗作用，对呼吸道疾病的治疗效果尤为显著。
据研究，柏类植物精气能起医疗保健作用的物质，主要为由单萜烯、倍半萜烯组成的萜类化合物。上述化合物存在于柏类植物的叶片、木材中。中南林业科技大学吴章义等，对8种柏科的精气成分及其生理功效分析的研究结果表明，冲天柏林木的萜烯类物质总量为22种，而具有极强的保健功能，人们进入柏树林游玩休闲可有益健康。若山区多营造冲天柏林，城市广植冲天柏树，可净化空气，改善环境，提高人民的生活质量，而延年益寿。
我国的一些学者除对上述冲天柏木材材性及林木植物精气一般成分和功能进行研究外，还为寻找具新的生物活性成分进行了研究。许剑峰、谭宁华先生从冲天柏枝叶的乙醇提取物中分离得到了6种化合物，分别是（7S,8S）-3甲氧基-3，7-环氧-8，4-氧化新木脂素-4，9，9-三醇，山柰素，槲皮素，胡桃宁，槲皮素-3-甲氧基-3-0-α-L-阿拉伯呋喃糖苷和槲皮素，3-0-α-L-阿拉伯呋喃糖苷。该项基础研究工作，揭示了冲天柏林木所含的内在物质，为人类有效利用其物种资源提供了科学依据。
2.生态价值评价
冲天柏林木四季常青，生长快，成林早。其林木的根系发达，抗逆性强，适应性广，对煤烟尘及硫酸烟雾等有害气体具有一定的吸附作用。因此利用该树种在其适宜生长的地区营造人工林，对造林地区的生态环境，减少污染，净化空气，改善人居环境具有重要作用。
冲天柏是岩溶山区重要的绿化造林树种。云南岩溶总面积达11.09万平方公里，居全国第二位。云南118个县不同程度地存在石漠化问题，其水土流失的总量占全国十分之一。表明石漠化已成为制约云南经济社会发展的重要因素之一。石漠化的治理历来受到云南省委、省政府的高度重视。通过加强对石漠化综合治理工作的领导，增大经费投入，而加大了治理力度，使全省石漠化治理工作取得了长足的进行。
云南省的石漠化地区，自然环境恶劣，气候干燥，岩石裸露，土层瘠薄，传呼法部按霓裳性能低，立地条件差而造林困难，因而生态治理任务十分艰巨。绿化造林，恢复植被是治理石漠化地区的主要措施。就造林技术而言，选择适生树种，则成为其生态治理工作成败的关键。
冲天柏对石漠化生境具有较强的适应性及抗逆能力。云南省林业科学院1997～2000年，在砚山县石灰岩岩石裸露率达30%～70%的石漠化地区，进行了冲天柏等27个多用途树种（见表3-1）的适应性、生物量和截留量造林试验，其试验结果如表3-2。由试验结果可看出：
(1)冲天柏在该地区参试的27个造林树种中，其造林成活率和保存率均处于高位。造林后第三年的林木保存率虽下降至85.0%，低于墨西哥柏1.7个百分点，但在27个树种中，位居第二，而其抗逆性所表现的三项指标均达到一级，高于墨西哥柏。如以林木保存率、抗逆性，进行综合评定，冲天柏在诸树种中为佼佼者。
表3-1 27个参试树种一览表
| 序号 | 树种名 | 采种地点 | 造林时间（年） |
| 1 | 冲天柏（Cupressus duclouxiana） | 昆明 | 1997 |
| 2 | 藏柏（Cupressus torulosa） | 昆明 | 1997 |
| 3 | 墨西哥柏（Cupressus lusitarica） | 昆明 | 1997 |
| 4 | 郭芬柏（Cupressus govenina） | 昆明 | 1997 |
| 5 | 旱冬瓜（Alnus nepalensis） | 昆明 | 1997 |
| 6 | 水冬瓜（Alnus ferdinandi-coburgii） | 昭通 | 1997 |
| 7. | 川滇桤木（Alnus sp.） | 玉溪 | 1997 |
| 8. | 滇合欢（Albizia mollis） | 大理 | 1997 |
| 9. | 山合欢（Albizia kalkora） | 昆明 | 1998 |
| 10. | 新银合欢（Leucaena leucocephala） | 元江 | 1997 |
| 11. | 圣诞树（Acacia dealbata） | 昆明 | 1997 |
| 12. | 黑荆（Acacia mearnsii） | 昆明 | 1997 |
| 13. | 台湾相思（Acacia richii） | 思茅 | 1997 |
| 14. | 马占相思（Acacia mangium） | 景洪 | 1997 |
| 15. | 香椿（Toona sinensis） | 富宁 | 1997 |
| 16. | 苦楝（Melia azedarach） | 文山 | 1998 |
| 17. | 酸枣（Choerospondias axilaris） | 昆明 | 1997 |
| 18. | 杜仲（Eucommia ulmoides） | 昆明 | 1997 |
| 19. | 花椒（Zanthoxylum bungeanum） | 昭通 | 1997 |
| 20. | 蒜头果（Malania oleifera） | 广南 | 1998 |
| 21. | 大果枣（Ziziphus mairei） | 砚山 | 1998 |
| 22. | 苦刺（Sophora davidii） | 文山 | 1997 |
| 23. | 刺槐（Robinia pseudoacacia） | 湖南 | 1997 |
| 24. | 湿地松（Pinus elliottii） | 福建 | 1997 |
| 25. | 云南红豆杉（Taxus yunnanensis） | 昆明 | 1997 |
| 26. | 肉桂（Cinnamomum cassia） | 金平 | 1997 |
| 27. | 任豆（Zenia insignis） | 文山 | 1999 |
表3-2 27个参试树种对石漠生境的适应性比较
| 树种 | 保存率/% | 抗逆性（级） | |||
| 次年 | 第3年 | 抗旱性 | 抗寒性 | 抗病虫害 | |
| 墨西哥柏 | 86.7 | 86.7 | 1 | 2 | 1 |
| 冲天柏 | 91.7 | 85.0 | 1 | 1 | 1 |
| 藏柏 | 80.0 | 70.0 | 1 | 1 | 1 |
| 郭芬柏 | 71.7 | 65.0 | 1 | 2 | 1 |
| 木果枣 | 91.7 | 43.3 | 3 | 3 | 1 |
| 苦刺 | 96.7 | 83.3 | 1 | 1 | 1 |
| 川滇桤木 | 71.7 | 51.7 | 2 | 3 | 1 |
| 黑荆 | 76.7 | 41.7 | 2 | 3 | 1 |
| 湿地松 | 51.7 | 35.0 | 2 | 1 | 1 |
| 圣诞树 | 91.7 | 38.3 | 1 | 2 | 2 |
| 山合欢 | 81.7 | 33.3 | 3 | 2 | 1 |
| 台湾相思 | 93.3 | 53.3 | 1 | 4 | 1 |
| 杜仲 | 83.3 | 76.7 | 2 | 1 | 1 |
| 酸枣 | 78.7 | 60.0 | 2 | 3 | 2 |
| 新银合欢 | 86.7 | 40.0 | 3 | 4 | 1 |
| 旱冬瓜 | 88.3 | 36.7 | 2 | 2 | 1 |
| 苦楝 | 93.3 | 53.3 | 2 | 2 | 1 |
| 香椿 | 83.3 | 50.0 | 2 | 3 | 1 |
| 刺槐 | 53.3 | 31.7 | 2 | 2 | 1 |
| 滇合欢 | 91.7 | 53.3 | 2 | 2 | 2 |
| 花椒 | 48.3 | 10.0 | 4 | 3 | 2 |
| 肉桂 | 31.7 | 0 | 5 | 5 | 1 |
| 云南红豆杉 | 16.7 | 0 | 5 |
| 1 |
| 蒜头果 | 0 | 0 | 5 |
| 1 |
| 水冬瓜 | 26.7 | 0 | 5 | 5 | 1 |
| 马占相思 | 56.7 | 0 | 4 | 5 | 1 |
| 任豆 | 92.0 |
| 1 | 1 | 1 |
注：大果枣、蒜头果、水冬瓜、山合欢和苦楝为1998年育苗定植，这几个树种第3年的保存率实际是第2年的。任豆为1999年育苗定植，故只有次年保存率。
（2）27个参试树种单株幼树和生物量排序结果（表3-3）显示冲天柏位居第四，表明在石漠化地区冲天柏林，其幼树期的树体发育良好，生长快，仍是具有生产力的树种之一。
表3-3 27个参试树种单株幼树的生物量及其排序
| 树种 | 干鲜重 | 枝叶鲜重 | 合计 | |||
| 平均值/g | 排序 | 平均值/g | 排序 | 平均值/g | 排序 | |
| 墨西哥柏 | 140 | 1 | 288 | 1 | 428 | 1 |
| 冲天柏 | 87 | 4 | 243 | 3 | 330 | 4 |
| 藏柏 | 100 | 2 | 278 | 2 | 378 | 2 |
| 郭芬柏 | 62 | 5 | 178 | 5 | 240 | 5 |
| 大果枣 | 5 | 18 | 2 | 18 | 7 | 18 |
| 苦刺 | 24 | 11 | 25 | 10 | 49 | 11 |
| 川滇桤木 | 33 | 6 | 48 | 6 | 81 | 6 |
| 黑荆 | 27 | 9 | 43 | 7 | 70 | 7 |
| 湿地松 | 98 | 3 | 239 | 4 | 337 | 3 |
| 圣诞树 | 26 | 10 | 26 | 9 | 52 | 10 |
| 山合欢 | 2 | 20 | 1 | 19 | 3 | 20 |
| 台湾相思 | 11 | 14 | 15 | 13 | 26 | 14 |
| 杜仲 | 31 | 8 | 29 | 8 | 60 | 8 |
| 酸枣 | 32 | 7 | 23 | 11 | 55 | 9 |
| 新银合欢 | 6 | 15 | 5 | 15 | 11 | 15 |
| 旱冬瓜 | 23 | 12 | 16 | 12 | 39 | 12 |
| 苦楝 | 6 | 15 | 3 | 16 | 9 | 16 |
| 香椿 | 6 | 15 | 3 | 16 | 9 | 16 |
| 刺槐 | 4 | 19 | 1 | 19 | 5 | 19 |
| 滇合欢 | 23 | 12 | 7 | |||