5第四章 木材的微观构造-针叶树材
第7次课-微观构造-针叶树材：管胞、木射线、交叉场纹孔
第7次课授课时间：2006年3月20日（星期一）1、2节第四章木材的微观构造§1. 针叶树材的显微构造针叶树材的解剖分子较简单，排列规则，主要有轴向管胞、木射线、轴向薄壁组织和树脂道。
（图P19 9—2 红松P31 15—2 杉木）其中，管胞是组成全部针叶树材的主要细胞，约占总体积的90%。
一、轴向管胞狭义轴向管胞（简称管胞）前者为一切针叶树材所具有广义轴向管胞树脂管胞为针叶树材最主要的组成分子。
（沿树干主轴方向索状管胞后两者为极少数针叶树材所具有排列的狭长状厚壁细胞）那么轴向管胞到底是一种什么样的细胞呢？引入：1.1 管胞的定义轴向管胞是针叶树材中轴向排列的厚壁细胞，两端封闭，内部中空，细而长，胞壁上具有纹孔，同时起水分疏导和机械支持作用，是决定针叶树材材性的主要因素。
1.2 管胞的特征及变异1.2.1 管胞的形态、特征（看显微照片，引导学生归纳管胞的形态的特征）①管胞在横切面上沿径向排列，相邻两列管胞位置前后略交错。
（P11 5—2油杉）②早材呈多角形，常为六角形；晚材呈四角形。
（P11 5—2油杉）③早材管胞两端呈钝阔形，细胞腔大壁薄；晚材管胞两端呈尖削形，细胞腔小壁厚。
晚材管胞比早材管胞长。
（P47 23—6三尖杉P29 14—7柳杉）④细胞壁的厚度由早材至晚材逐渐增大，在生长期终结前所形成的几排细胞的壁最厚、腔最小，（引导学生推导结论）因此针叶树材的生长轮界限均明显。
（P10 5—1油杉）但是，在一个生长轮内，早晚材管胞厚度变化的急缓则因树种而异。
有的缓变，如臭冷杉（P5 2—2臭冷杉），有的急变，如黄花松（P13 6—2黄花松）。
针叶树材结构的粗细与早晚材过渡的急缓有关，凡急变的树种，木材结构粗糙，缓变的树种，木材结构细致。
⑤由早材至晚材，管胞的径向尺寸有变化，而弦向尺寸基本保持稳定。
（P5 2—2臭冷杉）所以，测量管胞的尺寸以弦向尺寸为准。
针叶树材结构的粗细与轴向管胞的直径有关，管胞平均弦向直径为35~45μm，以上为粗结构，以下为细结构。
第4章木材的微观构造
本章内容
4.1 针叶树材的显微构造 4.2 阔叶树材的显微构造
4.1 针叶树材的微观构造
橫切面
径 切 面
弦切面
图4-1 针叶树材微观构造实例 （自 Indentifying wood, R.Bruce.Hoadley ）
管胞
木射线 薄壁细胞
射线 管胞
轴向薄 壁细胞
图4-2 针叶树材的主要细胞类型（佐伯浩， 1985）
穿 孔 板 (perforation plate) ： 2个导管分子端壁间相互连接的 细胞壁。
分为单穿孔和复穿孔。
单穿孔：指穿孔板上具有单独的， 通常形大，而略呈圆形的开口。 复穿孔：指穿孔板上具有两个以 上开口，两个相邻孔口的横隔，称 穿孔隔。分为3类：梯状穿孔、网 状穿孔、筛状穿孔。 梯状穿孔：穿孔板上具有平行排 列扁长的复穿孔，如枫香、光皮桦。 网状穿孔：穿孔板上有许多比穿 孔细的分隔，呈许多密集的穿孔， 或壁的部分常不规则分期，形成网 状的外观穿孔，如杨梅，双参。 筛状穿孔：穿孔板上具有像筛状 的圆形或椭圆形许多小穿孔的复管 孔。
图4-36 导管之间的纹孔（R.Brucen Hoadly ,1990）
6、导管壁上的螺纹加厚
在阔叶树材的环孔材中，螺纹加厚一般常见于晚材导 管。 散孔材则早晚材导管均可能具有螺纹加厚。
(佐伯浩,1985)
(古野,1974)
图4-38 导管壁上的螺纹加厚
7、导管的内含物
侵填体:常见于榆
侵
科、山毛榉科、桑
图4-3 松属木材管胞排列实例
形状：早材管胞，两端呈钝阔 形，细胞腔大壁薄，横断面呈四 边形或多边形；晚材管胞，两端 呈尖削形，细胞腔壁厚，横断面 呈扁平状的四边形。
第4章 木材的微观构造
侵填体:常见于榆 科、山毛榉科、桑 科、豆科、漆树科、 玄参科、紫葳科等。 最丰富的如：滇楸、 麻栎、刺槐、檫木、 漆树、泡桐、皂荚、 合欢、梓树。 树胶:通常为红色 和褐色。
侵 填 体
树 胶
图4-39 侵填体和树胶 （自text book of wood technology ,1984 ）
图4-40 管孔中的侵填体（腰希申，1988）
纤维状管胞：是标准的木纤维细 胞，腔小壁厚，两端尖削，而壁 上具有透镜形或裂隙状纹孔口的 具缘纹孔。其次生壁的内层平滑 或有螺纹加厚。 纤维管胞在有些树种中完全 无，一些树种中数量很少，但如 科和金缕梅科等属树种中极显著， 为组成木材的主要成分。
一、导管 vessel
1 ．导管和导管分子概念
导管：是绝大多数阔叶 树材具有的输导组织，是 一串的轴向细胞形成无一 定长度的管状组织。
导管分子：组成导管的 每一个细胞，即是导管分 子。
导管占木材体积的20%。
2、导管分子的形状与大小
形状：鼓形、圆柱形、纺锤形、矩形等； 长度一般200-800um； 直径：最小的在25um以下，大的可达400um以上。
二、木纤维
木纤维是两端尖削，呈长纺 锤型，腔小壁厚的细胞。 占阔叶木材体积的50%。 分为纤维状管胞、韧性纤维、 分隔纤维和胶质纤维。 支持树木的功能，为木材提 供强度。 木 纤 维 长 度 为 500-2000μm ， 直 径 为 10-50μm ， 壁 厚 为 111μm，热带材一般直径大。
图4-18 轴向薄壁组织（铅笔柏） （古野，1986； R.Bruce.Hoadley ，1990）
2、轴向薄壁组织的分布
第五章木材显微构造
a窗格状 b云杉型
c柏型
d杉型
e、f松型
(三) 轴向薄壁组织
轴向薄壁组织分类：
根据轴向薄壁细胞在针叶树材横断面的分布状态，可分为 三种类型: 星散型： 间位型： 轮界型：
(四)
树脂道
树脂道: 由薄壁的分泌细胞环绕而成的孔道，是具有分泌树脂 功能的一种组织，为针叶树材构造特征之一。 根据树脂道发生和发展可分为正常树脂道和创伤树脂道，
环管管胞:多数分布在早材大导管的周围围，受导管内 压力的影响，而被压缩成扁平状，其长度不 足木纤维之一半，平均长500～700μ m，与导 管一样起输导作用。
(三)
木纤维
约占木材体积的50%，木纤维是两端尖削，呈长纺锤形， 腔小壁厚的细胞。 木纤维的类型： 纤维状管胞： 韧型木纤维： 分隔木纤维： 胶质木纤维；
正常树脂道
树脂道 A没有树脂而有侵填体 B充满树脂 C横向树脂道
D纵向树道与横向树脂道连接情况 1泌脂细胞 2死细胞 3伴生薄壁细胞 6射线管胞
4管胞 5细胞间隙
轴向树脂道
横生树脂道
5.2
阔叶树材的显微构造
阔叶树材除水青树、昆栏树等极少数树种外，都具有导管，故 此称有孔材。 阔叶树材的组成分子有导管、阔叶树材管胞、木纤维、轴向薄 壁组织和木射线等。 与针叶树材相比，阔叶树材构造特点是结构复杂，排列不规整， 材质不均匀。其中导管约占20%，木纤维占50%，木射线占17%，轴向 薄壁组织占2%～50%。
单列射线
多列射线
聚合射线
Kribs射线分类 同形射线：射线组织全部由横卧细胞组成的射线。 同形单列： 同形单列及多列： 异形射线：射线组织全部或部分由横卧、方形或直立细胞组成。
异形单列： 异形多列： 异形Ⅰ型： 异型Ⅱ型： 异形Ⅲ型：
第四章 木材的微观构造针叶
第四章木材的微观构造The Minute Structure of Wood针叶树材第一节针叶树材的微观构造一、轴向管胞t r a c h e i d(1)排列：横切面上管胞沿径向排列比较整齐，因它们是起源于同一形成层纺锤形原始细胞。
2、管胞壁上的纹孔⏹纹孔的分布：早材管胞径面壁上很多，主要在管胞两端,通常1列或2列；弦面壁上少或无（与晚材交界处有）。
晚材管胞径面壁与弦面壁上都有，多为一列，纹孔内口为透镜形，但是弦面壁上纹孔稀少。
⏹纹孔的排列、大小和形状：胞壁上多为单行排列；或互列及对列(见图4-9)。
常见纹孔呈圆形,但有特殊纹孔(见图)。
管胞上的具缘纹孔图4-9对列纹孔与互列纹孔特种纹孔雪松型3、螺纹加厚sprial thickening管胞壁上的螺纹加厚螺纹加厚与螺纹裂隙的不同⏹在应压木中,有些管胞壁上具有一种贯穿胞壁的螺纹裂隙,称为螺纹裂隙.⏹螺纹加厚仅限于细胞壁内层,螺纹裂隙往往穿透次生壁而至复合胞间层;同时倾斜度也大,裂纹的相互距离不等.螺纹裂隙常发生在松、雪松、侧柏等属的木材.4、眉条crassulae5.索状管胞和树脂管胞(特种细胞)(1)索状管胞s t r a n d t r a c h e i d：是从纺锤形原始细胞分生后的细胞保持原有的形态（未分化成正常的管胞），而只是从断面分裂，形成多个短细胞。
这种短细胞就叫索状管胞。
由于它是轴向成串，又称其为串行管胞。
常见于树脂道附近或生长轮的外围。
⏹其特点：形体短，长矩形，细胞径壁和两端壁都有具缘纹孔，腔内不含树脂。
(2)树脂管胞resinous tracheid⏹树脂沉积在管胞的腔中，常位于心材部位。
二、木射线⏹体积约占7%。
⏹射线细胞（r a y c e l l）——构成木射线的每个单独细胞。
⏹木射线（w o o d r a y）——由多数射线细胞相互连续聚合而成的组织。
1、木射线的种类(1)单列木射线：(2)纺锤形木射线：2、木射线的组成(1)射线管胞：在松科某些属（松、云杉、落叶松、铁杉、雪松、黄杉等属）中有射线管胞(2)射线薄壁细胞射线管胞的特征射线管胞（r a y t r a c h e i d）——木射线中的横向管胞.a.形体与射线薄壁细胞大致类似，多数较不规则，长度约为轴向管胞的1/10；b.具缘纹孔，少而小；c.胞腔不含树脂；d.多数位于射线的上边缘，成1～2列；e.内壁平滑或有锯齿状加厚。
木材学针叶材微观构造实验报告
华南农业大学木材学实验报告实验题目：针叶材微观构造实验实验日期：专业班级：学号：姓名：教师：成绩：评语：实验二：针叶材微观构造实验一实验目的1观察针叶树材的管胞、射线管胞，射线薄壁细胞和树脂道在三个切面上的分布形态并绘图加以说明，以了解针叶树材的细胞组成。
2观察针叶树材的管胞壁特征；螺纹加厚、眉条，轴向薄壁组织细胞的形态。
以增强针叶树材微观构造的感性认识。
二实验内容1. 观察交叉场纹孔的形态及类型。
2. 观察云杉管胞壁的纹孔的眉条形态3. 观察银杏木材切片，注意薄壁组织细胞中的结晶体。
4. 观察鱼鳞云杉和华南五叶松的的射线管胞壁的齿状加厚。
5. 观察南洋杉等树种管胞壁上纹孔对列与互列。
6. 观察杉木、柏木薄壁组织细胞横切面的分布及纵切面上形态。
7. 东北红豆杉的管胞螺纹加厚。
8. 观察银杏、鱼鳞云杉、银杉、福建柏、南洋杉、东北红豆杉，杉木和华南五叶松等木材切片，注意各解剖分子的形态特征，完成微观构造图标注。
三实验材料银杏、鱼鳞云杉、银杉、福建柏、南洋杉、东北红豆杉，杉木、华南五叶松等木材切片，光学显微镜，铅笔。
四实验方法和步骤1 按照木材学实验指导书要求熟悉光学显微镜的使用；2 对实验材料中的木材切片按照实验指导书要求进行观察五实验结果与思考1 标注木材微观构造图结构名称2 绘制所观察木材切片的交叉场纹孔示意图3 简述木材微观构造特征1）华南五针松2）鱼鳞云杉3）银杉4）东北红豆杉5）福建柏6）杉木7）南洋杉8）银杏。
木材的微观构造
傍管薄壁组织
• 稀疏傍管状 • 单侧傍管状 • 环管状 • 翼状 • 聚翼状
木射线
定义：木射线位于形成层内木质部上，呈带状并沿径向延长的薄壁细胞集合体。阔叶材内木射线较 为发达，含量较多 分类：木射线有初生木射线和次生木射线。初生木射线源于初生组织，并借形成层向外延长。从形 成层所衍生的射线，向内不延伸到髓的射线称为次生木射线
导管分子的穿孔
定义：两个导管分子纵向相连时，其端壁相通的空隙称为穿孔。在两个导管分子端壁间相互连接的 细胞壁称为穿孔板。 分类：
单穿孔：穿孔板上具有一个圆或略圆的开口。单穿孔代表进化的树种。 复穿孔：导管分子两端的纹孔在原始时期，为许多平行排列的长纹孔对和圆孔，当导管分子发 育成熟时，纹孔膜消失，在穿孔板上留下许多开口称为复穿孔。
• 形态：轴向管胞是轴向排列的厚壁细胞，两端封闭内部中空，细而长，胞壁上具有纹孔 • 作用：疏导水分和机械支撑作用 • 形状：早材：两端呈钝阔型，细胞腔大壁薄，横断面呈四边形或多边形：晚材：两端呈尖锲形，
细胞腔小壁厚，断面呈扁平状四边形 • 大小：管胞的直径测定以径向直径为准。平均为45微米，30微米以下为细结构，30-45微米为中
纤维状管胞
纤维状管胞是标准的木纤维细胞，腔小壁厚，两段尖削，壁上具有透镜形或裂隙状纹孔口的具缘纹 孔。纤维状管胞因树种而异，通常次生壁的内层平滑，间或有螺纹加厚，存在于细胞壁的全部或局 部。
轴向薄壁组织
定义：轴向薄壁组织是由形成层纺锤形原始细胞衍生成两个或者两个以上的具单纹孔的薄壁细胞， 纵向串联而成的薄壁组织。 作用：存储和分配养分 形态：轴向薄壁组织由轴向薄壁细胞串联而成，在这一串细胞中只有两段细胞呈尖削形，中间细胞 呈多面形或圆柱形，在纵切面观察呈长方形或近似长方形。 特异：在轴向薄壁细胞中可根据树种的不同有时可含油、黏液的结晶，他们分别呈油细胞，黏液细 胞，结晶细胞，因含各类物资造成细胞特别膨大时，又称巨细胞或异细胞
(针叶树材的微观结构.ppt
1.4 Markings of longitudinal Tracheids (轴向管胞的特征)
1.4.1 Pits(纹孔)
The pits in the longitudinal tracheids fall into three categories:(1) those belonging to pit pairs between the adjacent longitudinal tracheids,and they are bordered pits;(2).those that are a part of pit pairs providing communication between the longitudinal tracheid and ray parenchyma cells in contact with it,and they are also bordered pits .(3)those that belong to pit pairs that connect the longitudinal tracheids with the ray tracheids,when they are present in the ray.And they are single pits or half –bordered pits .
1.4.5 Longitudinal Strand Tracheids (轴向索状管胞)
The term strand tracheids is applied to the short cells arranged in the longitudinal strings or strands .These cells differ from the longitudinal tracheids in being shorter and in possessing end walls ,one or both of which are at right angles to the longitudianl walls.
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薄壁细胞？
索状管胞
（申宗圻，木材学）
(2)树脂管胞 resinous tracheid
树脂沉积在管
胞的腔中，常 位于心材部位。
树脂管胞 （申宗圻，木材学）
二、轴向薄壁组织 axial parenchyma
六、总结：
1、针叶树材的解剖分子：
纵向 横向 锐端厚壁细胞 轴向管胞 射线管胞 薄壁细胞 纵向薄壁细胞 木射线薄壁细胞 轴向泌脂细胞 横向泌脂细胞
2、针叶树材的解剖特征：
横切面：生长轮、早晚材、树脂道、木射线、管
胞形状、轴向薄壁组织
径切面：管胞形状、纹孔、射线管胞、射线薄壁
三、木射线
1、木射线的种类
(1)单列木射线： (2)纺锤形木射线：
单列射线和纺锤形木射线
2、木1)射线管胞：部分
松科树种
(2)射线薄壁细胞）
射线薄壁细胞和射线管胞
自（ Indentifying wood，R.Bruce.Hoaclley ）
射 线 管 胞 的 特 征：
(2)树脂道的组成
树脂道的组成（申宗圻，1984）
(3)拟侵填体：
1：泌脂细胞 2：死细胞 3：伴生薄壁细胞 4：管胞
拟侵填体
拟侵填体
存在位置？ 形成原因？ 与侵填体异同？
2、创伤树脂道
创伤树脂道
五、针叶树材主要识别特征
管胞：管胞尺寸，具缘纹孔对，螺纹加厚与螺纹
裂隙； 轴向薄壁组织：存在与否，分布类型，节状加厚； 树脂道：具有与不具有； 木射线：交叉场，射线管胞的齿状加厚。
早材管胞和晚材管胞
管 胞 上 的具缘 纹 孔
对列纹孔与互列纹孔（周崟，姜笑梅，1994）
特种纹孔
雪松型
铁杉型
（comstock and cote , 1968）
3、螺纹加厚 sprial thickening
螺纹加厚的分布？ 螺纹的盘绕角度？
管胞上的螺纹加厚（周崟，姜笑梅，1994）
螺纹的倾斜度随 树种和细胞壁的厚度 而变异。螺纹加厚并 非所有针叶树材都具 有。 早、晚材管胞壁上都 具有：紫杉属、榧属、 粗榧属。 早材管胞壁具有：黄 杉属。 晚材管胞具有：落叶 松属、云杉属
落叶松管胞的径向直径随年轮的变化（佐伯浩，1985）
2、管胞壁上的具缘纹孔
纹孔的分布：
早材管胞径面壁上很多，主
要在管胞两端；弦面壁上少或无 (与晚材交界处有）。 晚材管胞径面壁与弦面壁上 都有，但是弦面壁上纹孔稀少。
纹孔的排列、大小和形状： 胞壁上多为单行排列；或互 列及对列。常见纹孔呈圆形，较 大。
轴向薄壁组织（铅笔柏）
（古野，1986； R.Bruce.Hoadley ，1990）
1、轴向薄壁组织概念
由砖形或等径形、 比较短的和具有单纹 孔的细胞组成，两端 的细胞较尖削。在木 质部的薄壁组织，称 为木薄壁组织。
轴向薄壁组织（铅笔柏）（古野， 1986 or R.Bruce.Hoadley ）
a. 形体与射线薄壁细胞大致类似，多数较不规则，长度约 为轴向管胞的1/30； b. 具缘纹孔，少而小； c. 胞腔不含树脂；
d. 多数位于射线的上下边缘，成1～2列；
e. 内壁平滑或有锯齿状加厚。有时有螺纹加厚。
射线薄壁细胞的特征：
a. 形体较大，矩形或不规则；
b. 壁薄； c. 单纹孔；
管胞和射线管胞上的螺纹加厚 （周崟，姜笑梅，1994）
螺纹加厚与螺纹裂隙的不同：
在应压木中， 有些管胞壁上具 有一种贯穿胞壁 的螺纹裂隙，称 为螺纹裂隙。 螺纹加厚仅 限于细胞壁内层， 螺纹裂隙往往穿 透次生壁而至复 合胞间层；同时 倾斜度也大，裂 纹的相互距离不 等。
螺纹加厚和螺纹裂隙（周崟，姜笑梅，1994）
细胞、交叉场、交叉场纹孔
弦切面：单列木射线和纺锤形木射线，纹孔等
窗格型
松木型 云杉型 柏木型 杉木型 （自 Indentifying wood，R.Bruce.Hoaclley）
4、木射线的高度
弦切面上针叶树材的木射线有高有矮，可用高度或细 胞个数来衡量。
四、树脂道
1、正常树脂道
(1)树脂道的形成
树脂道( R.Bruce.Hoaclley,2000)
第四章 木材的微观构造
The Minute Structure of Wood
针叶树材的显微构造
阔叶树材的显微构造
组织、构造的变异
第一节 针叶树材的微观构造
橫切面
径 切 面
弦切面
针叶树材微观构造实例 （自 Indentifying wood, R.Bruce.Hoadley ）
木射线 薄壁细胞 射线 管胞
2、轴向薄壁组织的分布
星散型：轴向木薄壁细胞星散、不规则地分布于年轮中， 如杉木； 间位型(切线型)：轴向木薄壁细胞连接成断续的切线状， 弦向排列，如柏木； 轮界型：分布于年轮的边缘，如铁杉、黄杉。
3、轴向薄壁细胞的特征：
(1)壁薄，截面为长方形或方形，
胞腔内常含深色的树脂 ( 又称 为树脂细胞)；
一般是几个纵行串连， 细胞径壁及两端都有具 缘纹孔。
轴向薄壁细胞：壁薄，形体短，纵切面上为长
方形，一般也是几个纵行串连，细胞壁具单纹 孔，细胞腔内常含树脂。
区别点 ： 1.轴向管胞与索状管胞虽都为厚壁细胞，且胞壁都有 具缘纹孔，但轴向管胞两头尖且形体长，而索状管胞是形体 短且为长矩形。 2.索状管胞与轴向薄壁细胞形状虽相似，但索状管胞 壁厚具具缘纹 孔，轴向薄壁细胞壁薄具单纹孔并且胞腔中 常含树脂。
管胞
轴向薄 壁细胞
针叶树材的主要细胞类型（佐伯浩，1985）
端面壁 弦面壁
径面壁
径向直 径 弦向直 径
一、轴向管胞 tracheid
1 ．管胞的排 列、形状和大 小
(1)排列： 横切面
上管胞沿径向排 列比较整齐，因 它们是起源于同 一形成层纺锤形 原始细胞。
松属木材管胞排列实例
(2)形状：圆形、多角形，常见
4、眉条 crassulae
眉 条
眉条（古野，1974）
5、不稳定的显微特征
（1）径列条 trabecula
径列条（腰希申，1988）
（2）澳柏型加厚
管胞上的澳柏型加厚（尹思慈，木材学）
6、索状管胞和树脂管胞(特种细胞)
(1)索状管胞 strand tracheid ：是 从纺锤形原始细胞分生后的细胞 保持原有的形态（未分化成正常 的管胞），而只是从断面分裂， 形成多个短细胞。这种短细胞就 叫索状管胞。由于它是轴向成串， 又称其为串行管胞。
(2)形体很短，两端的细胞较尖
削；
(3)单纹孔；
(4)端壁水平，因有单纹孔对，
常成节状，或珠瘤状，或部分 加厚。
轴向薄壁组织 （佐伯浩，1985）
轴向管胞 、轴向薄壁组织、索状管胞的区别：
轴向管胞：壁厚，是一种锐端细胞（两头为尖
锲或钝锲形），形体长， 胞壁上有具缘纹孔。
索状管胞：壁厚，形体短，纵切面上为长矩形，
的为六边形（横切面） 。从 外观上看为锲状细胞，早材管 胞，两端钝锲形；晚材管胞， 两端锐锲形。
(3)大小：指管胞的直径与长度。
管胞的平均弦向直径15～ 80um ，平均长度 3 ～ 5mm ； 长宽比＝长度/直径，75～200： 1。
早材管胞和晚材管胞
落叶松管胞长度和年轮宽度随年轮的变化(佐伯浩，1985)
d. 胞腔常含树脂。
3、交叉场纹孔
(1)交叉场(井字区, cross field)：在径切面上木射线薄壁细
胞与轴向管胞相交叉的平面；
交叉场纹孔：分布于交叉场的纹孔。
交叉场纹孔为何种类型的纹孔对？
(2)交叉场纹孔类型：
交叉场的纹孔
交 叉 场 纹 孔 类 型
a. 窗格状纹孔 b. 云杉型 c. 杉型 d. 柏型 e. 松型