形态特征
喬木，高約11米，胸徑40厘米；樹皮灰白色，不規則龜裂，裂塊縱向大于橫向，裂隙較深；大枝平展，枝皮不規則淺裂；小枝對生，稀三枝輪生，基部圍有宿存芽鱗，主幹及直立枝上的小枝交叉對生，一年生枝淡黃色或黃灰色，無毛或凹槽中有疏毛；冬芽卵圓形，有樹脂，生于枝頂，三個排成一平面，中間之芽常較兩側之芽為大，稀在小枝節間上面（即背地面）生有一芽、其後發育成直立枝，芽鱗淡黃褐色，三角狀卵形，背面中上部具鈍縱脊。
葉條形，在側枝上排列成二列狀，或枝條下面之葉排列成兩列，上面之葉斜展至直伸，其長度由下面兩側至上面中央遞減，長1-4.2（通常為1.5-3.5)厘米，寬2.5-3.5毫米，先端有凹缺，下面有兩條白色氣孔帶；橫切面有2個邊生樹脂道或生于兩側端的葉肉薄壁組織内；上面至下面兩端及下面中部有一層連續排列的皮下層細胞；幼枝之葉在枝上常呈兩列，先端呈二尖裂。
雌球花圓柱形，長3-3.5厘米，徑約8毫米，苞鱗上部向後反曲。球果通常每一枝節之間着生1-3個，圓柱形，長7-12厘米，徑3.5-4厘米，成熟前綠色至淡黃綠色，熟後淡褐黃色或淡褐色；中部種四邊形，稀近腎狀四邊形，長1.8-2.4厘米，寬2.5-3厘米，先端近全緣或有極細之細齒，兩側邊緣有不規則鋸齒，基部楔形、兩側耳狀；苞鱗稍短于種鱗或幾相等長，上部近圓形，寬7-8毫米，邊緣有細齒，先端露出、反曲，尖頭短，長1毫米以内，中部收縮或窄縮呈條狀，寬3.5-4毫米；種子倒三角狀，具與種子等長而寬大的膜質種翅，翅端平截。花期熟。
生長習性
百山祖冷杉産地位于東部亞熱帶高山地區，氣候特點是溫度極低，濕度大，降水多，雲霧重。年平均溫度8~9℃，極端最低-15℃；年降水量達2 300毫米，相對濕度92%。成土母質多為凝灰 岩、流紋岩之風化物，土壤為黃棕壤，呈酸性，pH值4.5，有機質含量3.5%。
自然植被為落葉闊葉林，伴生植物主要有亮葉水青岡 ，林下木為百山祖玉山竹和華赤竹。本種幼樹極耐陰，但生長不良。大樹枝條常向光面屈曲。結實周期4-5年，多數種子發育不良，5月開花，11月球果成熟。
主要價值
冷杉是裸子植物中的一個小家族，但家族成員也不少，僅中國就有20多種，其中7種被列為國家保護植物。百山祖冷杉是冷杉家族中最珍貴的種類，有“植物活化石”及“植物大熊貓”的美稱，已被列為國家一級保護植物。
百山祖冷杉是中國特有的古老殘遺植物，是蘇、浙、皖、閩等省唯一生存至今的冷杉屬中的珍稀物種，對研究植物區系和氣候變遷等方面有較重要的學術意義。
繁殖技術
繁殖試驗
為了迅速繁殖百山祖冷杉，1977年以來，連續進行無性繁殖試驗。1975年采集了一批百山祖冷杉種子，但1976年播種後不見發芽，說明這批種子是無效的，僅有種子的外型，而沒有胚的發育。1977年3月29日，第一次進行扡插試驗，但未獲成功。
1978年用磷酸二氫鉀液泡插穗，進行扡插，因管理不善失敗，對照的日本冷杉幼枝扡插成活率較高；1978年繼續插條繁殖，同時開始進行以日本冷杉為砧木的異砧嫁接試驗，吳嗚翔、吳森茂采用圍土劈接，成活三株。方法是将日本冷杉苗多蘖條剪掉，僅留一蘖繼續生長，以吸收和制造養分，選一較粗的蘖條剪去後作接砧，近地徑處劈接，然後回複泥土，以利保濕，故稱圍土劈接。
1979年，吳嗚翔與吳敦序仍以圍土劈接法異砧嫁接，成活2株，其中一株接穗第二年才萌芽生長，留蘖第三年自行枯死，可能是插穗自行發根。
1982年吳善興試驗以日本冷杉為砧木的髓心形成層貼接法嫁接，此時砧木已長大，成活率高，長勢好；接着石柏林、沈明溫、馬海泉繼續進行貼接繁殖，共保存50佘株。此方法可應用于生産推廠，但嫁接接苗受砧木蒙導影響，是複合體，後代是雜交種，不是純種。吳鳴翔等也在百山祖主峰進行以日本冷杉為砧木的靠接插，即插穗稈插入土，同時中部靠接于砧木上，獲一株成活，并開過雄花；還進行過馬尾松，黃山松異砧嫁接，沒有成活。
986年以來，沈明溫、馬海泉相繼進行扡插試驗，試用幾種生長素及ABT生根粉處理插穗，其中包括大多數采用嫁接株枝條為插穗，保存率略有提高。科研工作者相繼進行常規無性繁殖，由于百山祖冷杉僅适應中山氣候，而且無法連續剪取大量繁殖材料，易産生愈傷組織，但發根難，因而成效不大。
栽培要點
為了拯救百山祖冷杉，免于物種滅絕，必須采取綜合技術措施，應包括二個方面，一是搞清稀有原因，主要是阻礙繁殖的機理，二是研究繁殖技術，具體内容是：
1、建立定位觀測站，搞清本群落中植物種同競争對百山祖冷杉的影響，包括鄰近地區冷杉林群落學研究。以采用調整種間關系的技術。
2、氣候因子對百山祖冷杉開花結實的影響。降雨、低溫阻礙結實的對策措施。
3、土壤因子對百山祖冷杉結實的影響，主要是搞清土壤養分的種類，分布現狀及冷杉根系分布惰況，探讨相應的人工施肥技術。
4、百山祖冷杉生殖生理學的研究，如性别分離、不育性、結實生理等，施用赤黴素促進開花，人工授粉技術。
5、嫁接繁殖：
①在雌株上嫁接有雄花的枝條；
②以日本冷杉為砧木的靠接插，成活後立即分開，以減少砧木對接穗的影響。
6、生物工程新技術的應用：
①莖尖培養，國外已獲成功，可以應用；
②種胚培養；
③花藥培養；
④根尖或愈傷組織培養。
建議組織專家進行論證，由百山祖自然保護區及有關科研所及院校組成攻關小組，實施拯教工作，也可争取海外或國際援助，使舉世矚目的百山祖冷杉物種繁衍，欣欣向榮，快複其在舞林生态系統中的應有地位，在人與生物圈中發揮應有的作用，實現美國國家植物園研究敢授戴德理博士所希望的那樣，使百山祖冷杉像水杉一樣在世界各地植物園種植。
瀕危原因
第一，全球氣候變遷，逼使冷杉分布區的變遷。在植物分類系統中，冷杉是古老的裸子植物松科中的一個屬，冷杉屬家族全世界有50多種，按照鄭萬鈞裸子植物分類系統，已知中國原産的冷杉屬植物有23種及數變種，百山祖冷杉是在中國發現的第19種冷杉。在地球生物圈生物地帶性群落中，冷杉屬植物多分布于寒冷濕潤的高緯度高海拔地帶。第四紀冰川時期，全球氣溫下降，冷杉的分布區向低緯度，中低海拔擴散，江蘇丹陽，江西吉安、浙江天目山（900m海拔）及長江口外現代已成海洋的東海平原地層中均有冷杉孢粉發現。
冰期過後全球氣溫回升，冷杉不能适應高溫環境，其分布區向高緯度和高中海撥山地退縮，形成現代的我國南方冷杉的孤島狀分布：除原已知台灣冷杉和巴山冷杉分布緯度較南，但都在2300米以上山地；百山祖冷杉發現後，梵淨山冷杉，湖南發現大院冷杉等新種以及井崗山發現巴山冷杉新分布。
第二，由于人類開發活動及森林火災，使冷杉分布區的孤島面積更為縮小，如浙西南閩東山地，曆史上由于交通阻塞，森林的直接經濟效益無法實現，加上燒荒驅獸，形成了一些山區盲目燒荒的傳統習慣，燒毀當時認為多餘的森林。百山祖冷杉自然生長的林分，由于低凹穩風，被燒的次數少得多，是劫難後的幸存者，如被稱為二号樹的這株冷杉，是雪壓且火燒後萌芽長成的，基部還有原先樹杆的斷面保存着。浙南這種類型較為原始的植被都是分散分布在各個山頭。
第三，種之間生存競争激烈。森林群落的主體是由多種木本植物組成的，樹種之間相生相克現象，在曆史的長河中，是随着環境（主要是氣候）因子的變遷，按照事物運動的矛盾對立統一規律而演變的，是生物區系演變的一部分。環境的變化逼使生物适應新的環境，使形态或适應能力産生變異分化，适者存，成為新的類群，不适者淘汰或在環境改變不大的區域保存下來；同時生物群體組成的生态系統改變的環境，如森林的涵養水源，保持水土、防風固沙、吸收二氧化碳而阻緩溫室效應的進程等。
現存百山祖冷杉自然生長的這個林分，就是上述生物區系演變的一個縮影，建群種為亮葉水青岡和百山祖冷杉，第二層為多脈青岡和紫莖等；灌木層為粉紅短柱茶及兩種小竹（百山祖玉山竹和慶元箬竹）等；草本層有竹節人參、開口箭和蕨類等；層外植物有常青藤衛予、剌果毒漆藤等；苔藓植物既有短角管苔（原知分布歐洲，此處為洲際新分布記錄），又有能治心紋痛的暖地大葉藓，後者顧名思義是能分布于溫暖地帶的檀物。
喬木層主要樹種亮葉水青岡與百山祖冷杉競争激烈，冷杉被擠在體緣，在林中的原3号樹冷杉，胸徑20厘米，而樹冠冠幅不到1米，采取人工幹預，擴大了林冠空間，但仍在1986年因冷杉樹幹在亮葉水青岡枝叉間，風吹樹杈磨損了冷杉樹幹一圈樹皮而枯死。現存最小的-株冷杉1963年已采過标本，由于伴生樹種林冠閉鎖複蓋，30多年生仍還高不過2米人工培土和減少庇萌，才開始恢複生機。現存2号樹的大枝都向林緣方向屈曲，以取得更多的陽光，但這株樹的大枝也快速枯損，長勢在迅速衰退中。
第四，多雨的小氣候，土壤淋浴作用強烈，遣成土壤貧瘠，百山祖冷杉積聚養分以開花結實的間隔期長，開花的機會難得，1982年開花後到1991年才開花。根據德國生态學家H.沃爾侍(Hei nri ch Walter)的地球陸地生物圈的地帶生物群落分類劃分，浙江百山祖位于Ⅱ-v地帶群落交錯區，即有夏雨的熱帶與暖溫帶(海洋性)群落交錯區，氣候帶為亞熱帶濕潤季鳳區，夏秋多地形雨，而且住往花期多雨，松類是風媒花，雨水将花粉沖洗下地而無法飛揚，嚴重影響授粉，人工嫁接繁殖的植株同樣出現這一情況。
第五，百山祖冷杉種群内部變異分化，形成性别分離和個體生态差異，也是自然有性繁殖的障礙之一。據觀察，僅存四株冷杉中有三株能開花，這三株中1号樹牢兩性同株，2号樹為雌性株，另一株可能也是雌株，且2号樹遠離1号樹，2号樹花期較1号樹早幾天(2号樹生長立地比1号樹海拔低)；同時，這幾株樹并非同年開花，1991年2号樹就未開花。
第六，百山祖冷杉種群個體太少，1969年時有8株樹。三株單株散生；另5株組成一個小群體，二大三小，天然更新尚好，但夏天最大的那株冷杉被洪水沖倒枯死，1977年被挖2株，剩下一大一小，近親繁殖，是否影繁殖機制尚不得而知。總之，百山祖冷杉瀕危稀有的原因有環境因素，也有物種本身内在因素，若仍任其自然演變，很難避免物種滅絕趨勢發展。
保護措施
1976年定名發表的百山祖冷杉，是中國浙江省百山祖自然保護區的特有植物，在浙江第二高峰百山祖主峰西南側1700米以上山谷溝旁的亮葉水青㭎林中，由于種種原因，這種冷杉自然 有性繁殖十分困難，常規人工無性繁殖也困難，瀕臨物種滅絕境地。
為了引起人們的重視，1987年2月，國際物種保護委員會（SSC）将百山祖冷杉公布列為世界最瀕危的十二種植物之一。
為了搶救百山祖冷杉，1991年林業專家采集一批百山祖冷杉種子，1992年進行人工育苗。2000年3月，林業專家把這批實生苗移植到慶元縣五大堡鄉種植，經過專家們10多年的精心管護，遷地保護的11株百山祖冷杉實生苗株高已達1.95米，冠幅1.3米，地徑0.5米，長勢喜人。
植物相關
1976年1月1日，吳鳴翔陪同中國地質科學院的專家上山考察。一行人在沒過膝蓋的積雪中整整徒步走了大半天，才見到了冷杉。1976年冷杉屬新種———百山祖冷杉在《植物分類學報》上正式發表，引起了國内外植物學界的關注。
主要品類
喬木，高約11米，胸徑40厘米；樹皮灰白色，不規則龜裂，裂塊縱向大于橫向，裂隙較深；大枝平展，枝皮不規則淺裂；小枝對生，稀三枝輪生，基部圍有宿存芽鱗，主幹及直立枝上的小枝交叉對生，一年生枝淡黃色或黃灰色，無毛或凹槽中有疏毛；冬芽卵圓形，有樹脂，生于枝頂，三個排成一平面，中間之芽常較兩側之芽為大，稀在小枝節間上面（即背地面）生有一芽、其後發育成直立枝，芽鱗淡黃褐色，三角狀卵形，背面中上部具鈍縱脊。
葉條形，在側枝上排列成二列狀，或枝條下面之葉排列成兩列，上面之葉斜展至直伸，其長度由下面兩側至上面中央遞減，長1-4.2（通常為1.5-3.5)厘米，寬2.5-3.5毫米，先端有凹缺，下面有兩條白色氣孔帶；橫切面有2個邊生樹脂道或生于兩側端的葉肉薄壁組織内，上面至下面兩端及下面中部有一層連續排列的皮下層細胞；幼枝之葉在枝上常呈兩列，先端呈二尖裂。雌球花圓柱形，長3-3.5厘米，徑約8毫米，苞鱗上部向後反曲。
球果通常每一枝節之間着生1-3個，圓柱形，長7-12厘米，徑3.5-4厘米，成熟前綠色至淡黃綠色，熟後淡褐黃色或淡褐色；中部種鱗扇狀四邊形，稀近腎狀四邊形，長1.8-2.4厘米，寬2.5-3厘米，先端近全緣或有極細之細齒，兩側邊緣有不規則鋸齒，基部楔形、兩側耳狀；苞鱗稍短于種鱗或幾相等長，上部近圓形，寬7-8毫米，邊緣有細齒，先端露出、反曲，尖頭短，長1毫米以内，中部收縮或窄縮呈條狀，寬3.5-4毫米；種子倒三角狀，具與種子等長而寬大的膜質種翅，翅端平截。花期5月，球果11月成熟。
為我國東南部新近發現的稀有珍貴樹種，特産于浙江南部百山祖南坡海拔1700米以上地帶，林中混生的優勢樹種為亮葉山毛榉及多脈青岡栎、青岡栎等闊葉樹種。
本種與鄰近地區的冷杉及近緣種（如台灣冷杉A. kawakamii、日本冷杉A. firma，朝鮮冷杉A. koreana、冷杉A. fabri等）的主要區别在其雌球花的苞鱗上部向後反曲，葉内樹脂道邊生或生于兩側端的葉内薄壁組織内，球果成熟後淡褐黃色或淡褐色，苞鱗上端露出而反曲，尖頭極短，長1毫米以内。
