109 地方特考四等 林業技術 林產學概要 考古題詳解

核心觀念

本題主要測驗考生對「木材外觀性狀判讀」與「林政法規之林產物產權管理程序」的整合應用能力。涉及的核心定義與法源如下：

1. 鑑別特徵：由木材受外力作用的方式（水流土石沖蝕 vs. 人機工具切削）、外表磨損狀態、斷口平整度、含水狀況及附著物等物理性狀，區分漂流木與盜伐木。
2. 法規依據（以命題當年民國 109 年法規為準）：

• 《森林法》第 15 條第 5 項（天然災害漂流木之清理與自由撿拾公告）。
• 行政院農業委員會訂定之《處理天然災害漂流木應注意事項》（現行法已修正主管機關為農業部，且撿拾規格與流程於民國 111 年底進行過滾動修訂，但本題解析依命題當年之規範為準）。

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解題方法

本題屬申論題型，解題架構切入點如下：

1. 鑑別比對：採用「指標對照法」，將木材性狀拆解為「切面與斷口形態」、「樹皮與表面磨損」、「泥沙及生物附著」、「材形與規格」、「氣味與含水率」、「查驗標記與烙印」等關鍵指標，以條列對照方式展現客觀鑑識標準。
2. SOP 流程論述：依天然災害發生後的處置時間軸，將標準作業程序依序分為「災後勘查通報」、「打撈集運與清理」、「辨識、烙印與保管（貴重木）」、「公告自由撿拾清理」、「設站檢查登記與放行」五大階段，邏輯層次分明。

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選項分析

本題為申論題，非選擇題，故無個別選項；但在解題與答題審查時，針對「漂流木產權與處理對象」應特別區分以下關鍵範疇：

• 貴重木與非貴重木：針葉樹一級木（如紅檜、臺灣扁柏、臺灣肖楠、牛樟、香杉、臺灣杉等）具高度經濟價值，依法由政府優先打撈保全，不得列入第一階段自由撿拾範圍；非貴重木則作為後續清理或開放撿拾之標的。
• 有烙印木與無烙印木：木材端面若帶有國有林、公有林或原產權者之查驗烙印，其物權仍屬原所有人，拾得者不得據為己有，必須依法送交林業主管機關認領。

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解題技巧

1. 鑑別口訣「面、皮、痕、印、味」：

• 面：盜伐切面平整新鮮；漂流斷口撕裂、鈍化。
• 皮：盜伐樹皮完整或人工剝除；漂流樹皮常磨損剝落殆盡。
• 痕：盜伐具鏈鋸齒痕；漂流具滾磨、撞擊卵石之凹陷痕。
• 印：盜伐常刨削破壞原烙印；漂流可能帶有被沖刷之舊有查驗印。
• 味：盜伐具濃郁新鮮木質氣味；漂流常帶水漬腐臭或無味。

2. 法規數據陷阱：民國 109 年《處理天然災害漂流木應注意事項》規定民眾得自由撿拾之無烙印非貴重木材，標準為「末徑小於 $20\text{ cm}$ 且長度小於 $2\text{ m}$，或單支重量小於 $50\text{ kg}$」，作答時若能精準列出尺寸數據，為取得高分之關鍵。

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【答案】

一、漂流木與盜伐木之鑑別方法

鑑別漂流木與盜伐木，應從外觀物理性狀、工具加工痕跡、環境附著物及產權查驗標記等面向進行綜合判定：

鑑別項目	漂流木	盜伐木（非法伐採木）
端面與切口	兩端斷口多呈不規則撕裂狀、劈裂或鈍化滾磨痕跡；若有鋸痕多為早期採伐殘留之風化黑化舊切面。	端面多為近代動力鏈鋸或手鋸之新鮮平整切口，鋸痕清晰、切角銳利，無水流撞擊鈍化現象。
表面磨損與樹皮	經土石流及溪水長途沖蝕滾磨，樹皮多已嚴重剝落或磨光；木質部表面常有滾石撞擊之凹洞與挫傷。	樹皮通常保持完好，或僅有特定人工刀斧砍痕；木質表面平整，邊角未經流體沖刷滾圓。
泥沙與生物附著	木材裂縫常深嵌河床砂石、卵石或泥漿；

核心觀念

本題測驗林產加工領域中「木材改質」（Wood Modification）之學理分類、改質機制與製程應用。

1. 木材改質之定義： 木材改質係指藉由化學、熱、物理（機械）或複合處理等手段，使木材結構（尤其是細胞壁實質構成成分）產生永久性之結構轉化或性質改變，在不造成服役環境二次毒害的前提下，克服木材原有之天然缺點。
2. 改質欲改善之性質： 天然木材具有吸濕膨脹與乾縮之尺寸不穩定性（非等向性）、易受真菌腐朽與蟲蟻蛀蝕之生物劣化性、耐候性差（受紫外線光降解）、易燃性，以及部分速生材密度低、表面硬度與力學強度不足等缺點。木材改質即在提升其尺寸安定性（以抗收縮能 ASE 表示）、生物耐久性、表面硬度與強度、耐候性或阻燃性。
3. 改質的作用層次： 分為「細胞壁改質（Cell wall modification，阻斷或取代親水性羥基）」與「細胞腔充填改質（Cell lumen filling，提高密度與物理阻隔）」兩大機制。

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解題方法

申論公職考試「試述……主要方法」題型時，閱卷評分重點在於「架構分類完整性」、「學理機制精準度」與「工業實例代表性」。切入架構應採階層式展開：

1. 前言破題：精確定義木材改質並點出改質目的。
2. 主體分類：依改質作用媒介，系統化分為四大主要途徑：

• 化學改質（Chemical Modification）：以官能基反應取代細胞壁親水性羥基（如乙醯化、糠醇化）。
• 熱改質（Thermal Modification）：無氧或惰性氣氛下高溫裂解半纖維素，降低吸濕性。
• 含浸改質／樹脂複合改質（Impregnation / Polymer Modification）：單體或樹脂預聚物滲入聚合，封閉微孔並強化基質。
• 物理／機械壓密改質（Thermo-Hydro-Mechanical, THM / Densification）：熱濕軟化木質素後施壓塑形，提升密度與力學性能。

3. 結語歸納：提及環保非毒性改質之產業發展趨勢。

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選項分析

本題為申論題，非選擇題，無選項之分。然而考生在作答歸納時，常有界定範疇之盲點，應明確區辨以下概念以防失分：

• 傳統防腐處理 vs. 化學改質：傳統使用 CCA、ACQ 等水溶性防腐劑浸漬，僅為殺菌毒劑殘留於細胞腔，未與細胞壁成分形成共價鍵結合，不屬於嚴格定義之「木材化學改質」。
• 表面塗裝保護 vs. 全體改質：凡未深入木材內部、僅在表面成膜者（如一般噴漆塗裝），屬於表面加工處理，不可列為木材改質主體方法。

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解題技巧

1. 記憶口訣：「化、熱、浸、壓」——即化學反應、高溫熱處理、樹脂含浸、機械壓密。
2. 黃金作答三要素：各改質方法項下，務必寫出「學理機制（反應原理）」、「製程條件／代表藥劑」及「顯著改善之物性」。
3. 常見失分陷阱：

• 僅列出單一方法（如只寫熱處理）而忽略廣度。
• 混淆「乙醯化」之副產物與反應劑：反應劑為醋酸酐（Acetic anhydride），生成物為乙醯化木材與副產物醋酸，切勿寫成直接用醋酸改質。
• 忽略熱改質的副效應：熱改質雖能大幅增進尺寸安定性與耐腐性，但高溫裂解會導致衝擊強度與抗彎強度折減，寫出此點可突顯作答深度。

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【答案】

木材改質加工係指利用化學、熱物理或機械等方法，永久改變木材之內部微結構或主要化學組成分，以改善木材固有缺點（如乾縮濕脹、生物劣化、硬度偏低等）之加工技術。其主要方法可歸納為下列四類：

一、 化學改質（Chemical Modification）

係指改質劑與木材細胞壁成分（纖維素、半纖維素及木質素）之活性官能基（主要為親水性羥基 $-OH$）發生化學反應，形成共價鍵結合，降低吸濕位點或改變立體結構：

1. 乙醯化處理（Acetylation）：

核心觀念

本題的核心在於測驗考生對結構用工程木材（Engineered Wood Products, EWPs）的成型工藝、分類體系，以及木材膠合界面化學與力學行為的掌握度：

1. 工程木材的定義與本質：將天然木材解構（分解為製材板、單板、木條、木片或纖維），剔除天然缺陷（如腐朽、大活節、死節裂縫），再利用膠合劑經由纖維平行排列或正交排列重新重構，以消除木材之異向性、降低尺寸變異，提升尺寸安定性與容許應力。
2. 膠合機制與界面應力傳遞：結構木構件的破壞常始於膠層或界面。結構膠合必須滿足機械嵌合（mechanical interlocking）與比面吸附理論，在惡劣環境下其「膠合剪力強度」與「木破率（Wood failure percentage）」須維持高標準，確保應力能連續傳遞。

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解題方法

本題為標準的雙核心申論題，答題結構應劃分為「種類歸納」與「膠合劑必備特性」兩大部分：

1. 種類分類切入點（依構成單元尺寸由大至小系統化條列）： 切忌雜亂列舉，應按構成要素（Element）之幾何型態進行階層化論述：

• 製材層級：集成材（Glulam）、直交集成材（CLT）。
• 單板層級：單板積層材（LVL）、結構合板（Structural Plywood）。
• 股線／木條層級：定向粒片板（OSB）、平行木條材（PSL）、層積木片材（LSL）。

2. 特性推導切入點（依結構服役生命週期與工藝流程論述）： 從「加工製造階段 $\to$ 結構受力階段 $\to$ 長期服役耐久度 $\to$ 環境與健康安全」四個維度歸納特性，避免只寫「黏性強」等通俗非專業術語。

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選項分析

本題為申論題型，無選項。配分重點通常各占 $50\%$：

• 第一子題（工程木材種類）：評分標準在於能否精準寫出各類工程木材的中文全名、英文縮寫、構成單元排列方向（平行或正交）及其結構用途。僅列出合板或非結構用板材（如普通粒片板、MDF）得分偏低。
• 第二子題（膠合劑應有特性）：評分標準在於是否使用專業木產學名詞（如木破率、耐水煮性、耐潛變性、潤濕角、適用期、甲醛釋出量），並凸顯「結構用材」與「室內裝修材」對膠合劑要求之差異。

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解題技巧

1. 記憶口訣：

• 種類記構成：「板（Glulam、CLT）$\to$ 單（LVL、合板）$\to$ 條（PSL）$\to$ 片（OSB、LSL）」。
• 膠劑記四力：「加工好塗佈、受力不潛變、耐水抗風化、低毒保健康」。

2. 常見盲點與防錯竅門：

• 勿混淆排列方向：Glulam 與 LVL 大多為「纖維平行方向」層積（主要承受彎曲與軸向拉壓）；CLT 與 Plywood 則是各層間呈「$90^\circ$ 正交直交」層積（雙向受力、面內與面外抗剪）。
• 勿忽略木破率：論述膠合強度時，標準答案必須提及「木破率須高」，即破壞應發生於木材基材而非膠層界面（膠合強度 $\ge$ 木材橫剪強度）。

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【答案】

一、工程木材（Engineered Wood Products, EWPs）之主要種類

工程木材係將木材分散成不同幾何單元後，藉由膠合劑重組製成的高性能複合構件，主要種類依構成單元與排列方向可分為下列六類：

1. 結構用集成材（Glued Laminated Timber, 簡稱 Glulam）：

• 構成與排列：以厚度約 $20 \sim 45\text{ mm}$ 之製材板（Lumber laminations），經指接（finger joint）接長後，全體沿纖維平行方向疊合加壓膠合。
• 特性與用途：截面與跨距設計自由度高，可製成大型直線或拱型彎曲梁柱，是現代大跨距木造建築之主力柱梁材。

2. 直交集成材 / 正交膠合木（Cross-Laminated Timber, 簡稱 CLT）：

• 構成與排列：將乾燥製材板平行拼排為層板，奇數層與偶數層之間以**相互垂直（$90^\circ$ 直交）**方式層積膠合。
• 特性與用途：具備優異的雙向面內（in-plane）與面外（out-of-plane）抗剪、抗彎能力，尺寸安定性極高，多作為預製化重型木構造（Mass Timber）之高樓樓板、剪力牆與承重壁體。

3. 單板積層材（Laminated Veneer Lumber, 簡稱 LVL）：

• 構成與排列：將旋切或刨切之木質單板（厚度約 $2.5 \sim 5.0\text{ mm}$），主要沿纖維平行方向縱向層積熱壓膠合而成。

核心觀念

1. 木竹生質能源之定義： 木竹生質能源（Wood and Bamboo Biomass Energy）屬於「木質纖維素生質能」（Lignocellulosic Biomass Energy）。學理上係指利用林業撫育伐採木、疏伐木、竹林更新砍伐材、製材與加工剩餘物（如樹皮、鋸屑、邊皮、竹屑）及廢棄木竹資材，透過物理、熱化學或生物化學等轉換途徑，轉化為熱能、電能、固體燃料、液體燃料或氣體燃料之能源利用形式。其具備再生性與「碳中和」（Carbon Neutrality）特質，在燃燒釋放二氧化碳（$\text{CO}_2$）時，可與樹木生長過程光合作用吸收之 $\text{CO}_2$ 形成碳循環閉環。
2. 法源依據（以命題當年民國 109 年法規為準）： 依《再生能源發展條例》（民國 108 年 5 月 1 日修正公布施行，109 年適用）第 3 條第 1 項第 4 款規定：「生質能：指農林植物、沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能源。」木竹資材即屬於該條所指之「農林植物」來源。
3. 技術分類軸線： 木竹材主要由纖維素（Cellulose，約 40%～50%）、半纖維素（Hemicellulose，約 20%～30%）與木質素（Lignin，約 20%～30%）構成。因其富含木質素、具高結晶度與纖維構造，能源轉換技術依反應原理可系統化分為三大類：

• 物理成型技術（提高體積能量密度）。
• 熱化學轉換技術（直接燃燒、熱裂解、氣化、半碳化）。
• 生物化學轉換技術（水解糖化發酵、厭氧消化）。

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解題方法

本題為標準的申論型觀念整合題，配分一般為 20 至 25 分。作答切入點與編排原則如下：

1. 破題法（定義切入）：採「原料範疇 $\rightarrow$ 轉化途徑 $\rightarrow$ 能源產物形式 $\rightarrow$ 環保特性（碳中和）」四段式鋪陳定義，展現林產學的專業嚴謹度，並帶出《再生能源發展條例》之法規定位。
2. 本論分流（技術分類架構）：依照「物理轉換」、「熱化學轉換」、「生物化學轉換」三大主軸展開，各項技術必須交代「轉換原理／條件」、「主要產物型態」與「具體用途」，層次井然。
3. 對比強化（木材與竹材特性）：可適度點出竹材因生長週期短、生長快速、木質化程度高、含矽與灰分略高之特性，在熱裂解（竹炭）與顆粒製造上之特殊優勢，凸顯對題幹「木竹」兩者的周延考量。

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選項分析

本題為申論試題，並無選擇題選項。就閱卷評分模組之涵蓋度進行評析：

1. 若僅回答「直接燃燒」與「燒木炭」：此為低分區回答，忽略了現代木質生質能源的物理造粒（木質顆粒）、氣化發電（合成氣）及高科技的纖維素水解產氫／產酒精等關鍵技術。
2. 若漏列「物理成型技術」：木質顆粒（Wood Pellets）與木磚（Briquettes）為當前全球及台灣推廣固體生質燃料（SRF/生質顆粒）之最重要商品化技術，遺漏將嚴重失分。
3. 若混淆「熱裂解」與「氣化」：

• 熱裂解（Pyrolysis）為「完全缺氧／無氧」條件，主產物可為固態（木炭/生物炭）或液態（生質油）。
• 氣化（Gasification）為「次化學計量（欠氧）」條件，主產物為氣態（合成氣 $\text{CO} + \text{H}_2$）。概念不可混雜。

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解題技巧

1. 架構口訣「物、熱、生；固、液、氣」：

• 物（物理）：木質顆粒／木磚（固態燃料）。
• 熱（熱化學）：直接燃燒（產生熱/電）、熱裂解（產生木炭、生質油）、氣化（產生合成氣）、半碳化（提高熱值）。
• 生（生物化學）：前處理＋水解發酵（纖維素酒精，液態燃料）、厭氧共發酵（生質甲烷，氣態燃料）。

2. 高分得分點：

• 寫出反應化學式或成分說明（例如氣化之合成氣主成分為 $\text{CO}$ 與 $\text{H}_2$；熱裂解副產木醋液、竹醋液）。
• 明確提及竹材利用亮點：竹炭高比表面積與吸附熱值、竹材造粒熱值約 $4,000 \sim 4,500\text{ kcal/kg}$。

3. 避坑指南：生物化學法需特別強調「前處理（Pretreatment）」，因木竹材中的木質素會阻礙酵素對纖維素的水解（頑抗性，Recalcitrance），若未提「前處理」將凸顯對木質化學認識之不足。

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【答案】

一、木竹生質能源利用之定義

木竹生質能源利用（Wood and Bamboo Biomass Energy Utilization），係指將林業生產與加工過程所產出之木質纖維素原料（包括人工林撫育疏伐木、竹林定期伐採更新竹材、製材副產物如鋸屑、樹皮、板皮，以及營建拆解與廢棄木竹材），透過物理、熱化學或生物化學等加工技術，轉化為熱能、電力，或轉製為固體、液體、氣體等可儲存與運輸之二次能源形式，供民生供暖、工業蒸汽或商業發電使用之過程。

在環境與能源法制定位上：

1. 法規定位：依《再生能源發展條例》（以命題當年民國 109 年法規為準），木竹生質能屬於法定「生質能」中之「農林植物」利用範疇。
2. 碳循環效益：木竹在生長階段藉由光合作用固定大氣中之二氧化碳（$\text{CO}_2$），能源化轉換燃燒所排放之 $\text{CO}_2$ 重新回歸自然循環，具備「碳中和」特性；