落叶松属根据球果的形状、苞鳞的长短和小枝是否下垂，分为两组：红杉组球果圆柱形或卵状圆柱形，苞鳞长于种鳞或近等长，显著外露或露出，下枝下垂（国产西藏红杉、喜马拉雅山红杉、怒江红杉、红杉、大果红杉、四川红杉、太白红杉属于本组）。落叶松组球果卵圆形或长卵圆形，苞鳞短于种鳞，不露出或尖头外露，小枝不下垂（国家落叶松、黄花落叶松、华北落叶松、西伯利亚落叶松与引入的日本落叶松、欧洲落叶松属于本组）。
落叶松树干端直，节少，心材与边材区别显著，材质坚韧，结构略粗，纹理直，是松科植物中耐腐性和力学性较强的木材，适宜作建筑、电杆、桥梁、舟车、枕木、椿木、矿柱、家具、器具及木纤维工业原料等材用。乔木，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。心边材区分明显。边材黄白色微带褐色，心材黄褐至棕褐色。年轮分界明显。木射浅细。一年生长枝纤细，径约1毫米，淡黄褐色或淡褐黄色，无毛或疏生毛，基部常有长毛，二、三年生枝褐色、灰褐色或灰色；短枝直径2-3毫米，顶端有近白色长毛；冬芽近圆形或卵圆形，芽鳞暗褐色，边缘有褐色睫毛。叶倒披针状线形，扁平，长1.3-3厘米，宽0.5-1.0毫米，表面平，有时两侧各有1或2条气孔线，背面中脉隆起，两侧各有2或3条气孔线，球果成熟时上部种鳞张开呈杯状或为椭圆形，黄褐色、淡褐色或有时带紫色，长1.2-2.5厘米，径1-2厘米，种鳞为16-30；中部种鳞万角状卵形，鳞背无毛，有光泽。苞鳞较短，长为种鳞的1/3-1/2，卵状披针形，中肋延长为急尖头。种子斜圆卵形，灰白色，具淡褐色斑纹，连翅长约1厘米；种翅中下部宽，先端偏斜；子叶4-7。花期5-6月，球果9-10月成熟。
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