铁皮石斛是一个广布种，在我国秦岭一准河以南的大部分省份均有分布，目前，除海南没有发现野生铁皮石斛的报道外，安徽、浙江、云南、福建、贵州、广东、广西、湖南、江西等地均有发现野生铁皮石斛的报道。一般生长在海拔1600米以下的石壁或丛林的树干上，它生长的地方湿度比较高，而且通风透气、半阴半阳；但丹霞地貌上生长的铁皮石斛的生境却并不全是半阴半阳的，往往直接暴露于直射的阳光下，它们一般附生在蕨类植物上。

在野生状态下，铁皮石斛可通过老茎上长芽的方式来繁殖，但这种繁殖方式的繁殖速度很慢，也可通过种子萌发的方式来繁殖。野生状态下，与其他石斛一样，铁皮石斛也需要特定的昆虫协助才能完成授粉过程，因此结果率很低；同时铁皮石斛的种子也需要真菌与之共生时才能萌发，因此种子的萌发率也非常低。由于生长环境特殊导致生长缓慢，植株小，因此自然产量很低，加上人们过度采掘，目前野生铁皮石斛已非常少。

早在1987年，我国就已将铁皮石斛列入《国家保护野生药材物种名录》之中，并受国务院发布的《野生药材资源保护管理条例》的保护，1991年我国出版的《中国植物红皮书》收录了濒危植物398种，其中就有铁皮石斛，《中华人民共和国濒危植物名录》中亦有铁皮石斛。另外，铁皮石斛已被列入《濒危野生动植物国际贸易公约》(CITES)保护之列。在国际上，野生的铁皮石斛是被禁止贸易的。

不同地域和不同环境生长的铁皮石斛的差异是很大的：从植株叶鞘和叶的颜色来看，有些铁皮石斛的颜色非常深，甚至呈暗红色，铁锈状斑点非常明显，有些则较浅，呈正常的绿色，铁锈状斑点不明显，但大部分还是介于上述两者之间的：从花的唇瓣上的不规则紫红色斑块来看，其大小及颜色深浅也不同。有的颜色很深，有的则较浅，有的甚至没有，但大部分还是介于上述两者之间；从产量性状来看，有的植株高度可长到1米以上，有的则只能长到10厘米左右，有些茎秆的直径可超过1厘米，而有的却不到其一半，自然产量差别也很大；从茎秆的多糖含量来看，有些可高达百分之40以上，但有些仅百分之十几；从生长特性来看，云南分布的铁皮石斛生长速度较快、产量较高，但抗寒性稍弱，安徽的霍山和黄山、浙江的雁荡山、福建的武夷山、江西的芦山、湖南的使山等地分布的铁皮石斛抗寒性较强，但生长速度稍慢、产量稍低。

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