110 高普考普通考試 林業技術 林產學概要 考古題詳解

核心觀念

木材抽出物是存在於木材細胞腔、細胞壁或樹脂道等部位，能以水、酒精、醚、丙酮等中性溶劑抽出的非結構性物質；相對於纖維素、半纖維素與木質素等細胞壁主要成分，抽出物通常不是構成木材骨架的主要物質，但即使含量不高，也會影響木材外觀、耐久性與加工表現。

抽出物的種類因樹種、部位、樹齡及生長條件而異，常見成分包括樹脂、脂肪與蠟、精油、單寧、色素及其他酚類化合物。作答時可分成兩面向：對木材本身性質的影響，以及對木材加工利用的影響。

解題方法

依題目要求分成「木材性質」與「加工利用」兩大項，逐點說明抽出物的作用與原因。前者可從物理性、化學性與生物耐久性切入；後者可從乾燥、膠合與塗裝、製漿造紙，以及抽出物本身的利用切入。應同時指出抽出物有利與不利的一面，避免只列負面影響。

一、抽出物對木材性質的影響

1. 顏色與氣味 色素、酚類等抽出物會使木材呈現特定色澤；精油、樹脂等則形成木材特有的香氣。抽出物受光、熱或氧化作用影響，也可能造成木材或塗膜變色。

2. 吸濕性與尺寸安定性 抽出物占據細胞腔或細胞壁中的空間，並可能改變木材與水分的交互作用，因此會影響平衡含水率、吸濕性及乾縮、濕脹程度。其效果與抽出物的種類、所在位置及含量有關，不能一概而論。

3. 耐腐朽及抗生物侵害性 部分樹脂、單寧及酚類化合物具有抑菌、毒殺或驅避作用，可提高木材對腐朽菌、昆蟲等生物的抵抗力。因此，一些天然耐久性較高的樹種，其抽出物具有保護作用。

4. 密度與物理性質 抽出物增加木材的非結構性物質含量，可能提高木材質量及表觀密度；其存在也會影響潤濕、滲透與熱傳等性質。木材強度仍主要受細胞壁構造、密度、含水率及缺陷等因素支配，不宜將抽出物視為強度的單一決定因素。

5. 表面性質與黏著性 抽出物若遷移或析出至木材表面，會改變表面的潤濕性與化學性質，影響膠黏劑或塗料的附著；

核心觀念

樹脂溝又稱樹脂道，是木材內由分泌樹脂的上皮細胞圍成的細長空腔，可依走向分為：

• 縱向樹脂溝：沿樹幹軸向延伸。
• 橫向樹脂溝：沿木材木射線方向延伸，位於木射線內；含橫向樹脂溝的木射線稱為紡錘形木射線。

本題考兩個重點：樹脂溝是樹木原本正常形成，還是受傷後誘導形成；以及哪些屬具有縱向、橫向兩種正常樹脂溝。

解題方法

先依形成原因區分正常樹脂溝與傷癒樹脂溝，再依方向辨識縱向與橫向樹脂溝。具兩種正常樹脂溝的典型針葉樹屬為松屬、雲杉屬、落葉松屬及帝杉屬。

核心觀念

合板熱壓是以熱量使膠合劑固化、壓力使單板緊密接觸、時間使板芯達到必要的熱壓狀態。三項條件彼此牽動，不能各自獨立設定：

• 熱壓溫度須足以使膠合劑固化，並使板芯在規定時間內升至有效固化溫度；過高會增加木材熱劣化、膠層脆化及水蒸氣造成缺陷的風險。
• 熱壓壓力須使單板表面貼合、膠層厚度適當；過低會接觸不良，過高會使膠液過度滲入或擠出，造成缺膠及板材過度壓縮。
• 熱壓時間須足以讓板芯膠層完成固化；不足會膠合不良，過長則降低產能，並可能造成木材或膠層受熱劣化。

解題方法

按「膠的固化需求、木材與板坯特性、熱量與壓力的傳遞、品質與產能限制」逐項分析。題目要求說明溫度、壓力、時間的影響因子及其關係，因此作答時須同時寫出各因子改變時，熱壓條件如何調整，以及調整過度的後果。

一、影響熱壓溫度的因子

1. 膠合劑種類與固化特性

不同膠合劑的固化溫度、固化速率不同，熱板溫度須配合膠種及其配方。一般而言，固化反應較慢或所需固化溫度較高的膠，需採較高溫度，或搭配較長熱壓時間。溫度不足會使膠層固化不完全；溫度過高則可能使表層膠過早固化、膠層變脆，或使木材受熱變色、劣化。

2. 樹種、單板厚度與板坯構造

木材密度、組織構造及導熱性會影響熱量向板芯傳遞的速度。單板較厚、層數較多或合板總厚度較大時，熱量較難傳至板芯，須提高溫度或延長時間，確保內層膠線也能固化。板坯構造與單板排列亦會影響熱傳路徑。

3. 單板含水率

含水率會改變木材受熱與水分移動的情形。水分受熱後可形成水蒸氣，促進熱量向內傳遞，但含水率過高會增加水分蒸發與排出的負擔，並提高板內蒸氣壓，增加鼓泡、分層等缺陷風險。因此溫度須配合單板含水率與排汽狀況，不宜單以提高溫度處理高含水率板坯。

4. 熱板溫度與生產條件

熱板溫度是板坯受熱的起始條件；設定溫度提高，通常可加快板坯升溫及膠層固化，並縮短所需時間。但溫度須受膠種耐熱性、木材熱穩定性及板內水蒸氣排出能力限制。

二、影響熱壓壓力的因子

1. 樹種密度與單板可壓縮性

密度較高或較硬的木材，較難壓密並形成緊密接觸，通常須較大的壓力；密度較低、較易壓縮的木材，所需壓力較小。壓力過高會造成過度壓縮、厚度損失或回彈，也可能破壞單板結構。

2. 單板厚度、表面狀態與板坯厚度

核心觀念

本題考查生物炭的定義、製備特性與農業用途。作答時先說明生物炭是什麼，再依其對土壤、作物與農業資源循環的作用，分類說明應用。

生物炭（biochar）是由生物質原料，例如木材、林業剩餘物、農作物殘體或禽畜糞肥，在缺氧或限氧條件下經熱裂解製成的富碳固體。它具有較高的芳香性碳結構，分解速度通常較慢，可將部分生物質碳長期留存在土壤中。

生物炭不同於一般燃燒後的灰分：生物炭以碳質物為主，灰分則是燃燒後留下的無機礦物成分。其性質會隨原料及熱裂解條件而異，包括酸鹼值、孔隙度、比表面積、養分含量及吸附能力。

解題方法

以「改良土壤—促進作物生長—循環利用資源與減碳」三個面向整理農業用途，並說明各項用途背後的作用機制，避免只列名詞。

一、改良土壤性質

• 改善土壤物理性質：生物炭多孔、質輕，可增加土壤孔隙與通氣性，並改善土壤團粒結構；在適當條件下也有助於提升土壤保水能力，降低水分流失。
• 調節土壤化學性質：部分生物炭呈鹼性，可提高酸性土壤的 pH，減輕酸害；其表面官能基與較大的比表面積，也可增加陽離子交換能力，提升土壤保留養分的能力。
• 改善土壤生物環境：孔隙可提供微生物棲地，協助有益微生物建立；但實際效果會受生物炭特性、土壤類型及施用量影響。

二、促進養分利用與作物生產

生物炭可吸附或保留土壤中的部分養分，降低氮、鉀等養分淋洗流失，提升肥料利用效率。其本身也可能含有鉀、鈣、鎂、磷等礦物養分，能作為土壤改良資材或肥料的輔助材料。