110 專技高考高等考試 林業技師 林產利用學（包括木材物理、木材加工、林產化學） 考古題詳解

核心觀念

本題考查針葉樹與闊葉樹木材的細胞構造差異，如何影響木材比重及物理、力學與加工性質。判讀時要掌握兩個原則：木材比重主要反映單位體積內細胞壁物質所占比例；木材性質則由細胞尺寸、細胞壁厚度、細胞排列及各類細胞比例共同決定。

木材比重通常以木材烘乾重量與生材體積之比表示：

$G=\frac{W_0}{V_g\rho_w}$

其中 $W_0$ 為烘乾重量，$V_g$ 為生材體積，$\rho_w$ 為水的密度。比重愈大，通常表示細胞壁物質比例愈高、孔隙比例愈低；但比重不是細胞大小的單一函數，也不能單獨決定所有木材性質。

解題方法

依序比較兩類木材的主要細胞、細胞尺寸及組織比例，再由「細胞壁量與空腔量」推論比重，最後連結到強度、乾縮、滲透性及加工性。答案不可把「針葉樹較軟、闊葉樹較硬」當成絕對規則；分類依據是植物分類與解剖構造，不是木材硬度。

細胞尺寸與構造

• 針葉樹材：木材組織以管胞為主。管胞細長，通常長約 $2\text{–}5\ \mathrm{mm}$，兼具輸導水分與支撐功能；另有木質部薄壁細胞及木射線。管胞的徑向直徑、細胞壁厚度及早材、晚材比例，會明顯影響木材密度與性質。早材管胞腔大、壁薄；晚材管胞腔小、壁厚。
• 闊葉樹材：細胞種類較多，包括導管分子、木纖維、軸向薄壁細胞及木射線。導管分子通常較短而直徑較大，形成輸水通道；木纖維較細長、細胞壁較厚，主要負責支撐。不同樹種的導管大小、分布及木纖維比例差異很大，因此組織結構通常比針葉樹材複雜、變異也較大。

細胞的長度、直徑與細胞壁厚度不能混為一談。細胞腔愈大而細胞壁愈薄，單位體積內細胞壁所占比例通常愈低；細胞壁愈厚或厚壁纖維比例愈高，細胞壁物質比例通常愈高。

比重與木材性質的關係

1. 比重與細胞壁比例 木材可視為細胞壁物質與細胞腔、導管等空隙共同構成。當厚壁細胞比例增加、細胞壁增厚或空腔比例下降時，通常比重上升；相反地，大導管或大細胞腔占比高時，會增加空隙比例，對比重有降低作用。因此闊葉樹材不能只看導管直徑，還要一併看木纖維壁厚與各組織比例。

核心觀念

本題考的是人造板材的揮發性有機化合物（Volatile Organic Compounds, VOCs）來源與種類。人造板由木材單板、刨花或纖維等原料製成，並可能使用膠合劑及其他添加劑；VOC 會來自木材本身，也會來自製程、膠合劑及表面處理材料。

作答時應掌握：人造板可能釋出的物質不只有甲醛，還包括木材抽出物與熱加工所產生的多類有機揮發物。依物質類別歸納，比逐項羅列更完整清楚。

解題方法

先按來源切入，再按化學類別整理：

1. 膠合劑與製程來源：含甲醛樹脂可能釋出甲醛；加工或熱壓也可能形成其他醛類及有機化合物。
2. 木材原料來源：木材所含萜類、脂肪酸及抽出物可揮發；不同樹種與板材原料會影響排放組成。
3. 添加劑與表面處理來源：樹脂、塗料、溶劑及其他添加劑也可能釋出揮發性有機物。

再依化學種類列舉：醛類、萜類、醇類、酮類、有機酸及其酯類、芳香族化合物等。此種作法同時涵蓋來源與代表物質，適合申論題作答。

人造板可能釋出的 VOC 種類

核心觀念

木材利用的氣候效益主要分成兩部分：

1. 碳貯藏效果：樹木生長時，透過光合作用吸收大氣中的二氧化碳，將碳固定在木質部。木材製成建材、家具等產品後，只要產品仍在使用中，這些碳便暫時留存在木製品內，延後返回大氣的時間。
2. 石化燃料替代效果：木材或木質材料取代原本須使用石化燃料或高耗能材料的產品與能源，因而避免部分化石碳排放。例如木質燃料替代煤、油或天然氣；木材作為建材替代鋼材、水泥等材料，可減少其製造過程所需的能源及排放。

木材利用的效益不能只看木材本身，須以生命週期觀點比較「採伐、加工、運輸、使用、回收或處置」各階段的排放與替代效益。

解題方法

作答時先區分「碳留在產品中」與「避免其他排放」兩種機制，再說明其成立條件與限制。

一、碳貯藏效果

樹木從大氣吸收二氧化碳，將其中的碳固定於生物質。木材經加工製成長壽命產品後，產品使用期間仍含有這些碳，因此形成木製品中的碳庫。簡化表示如下：

若要換算成二氧化碳當量，利用碳與二氧化碳的分子量比例：

木製品的使用年限越長，碳留存在產品中的時間通常越久；若產品可回收再利用，碳貯藏期間也可延長。相對地，木材燃燒或快速腐朽時，所含碳會較快以二氧化碳等形式返回大氣。

二、石化燃料替代效果

核心觀念

本題要掌握臺灣常見木材害蟻的生活型態、群體習性、取食方式，以及不同類群造成的木材損害特徵。白蟻是社會性昆蟲，群體中有生殖蟻、工蟻與兵蟻等不同階級；工蟻負責覓食、取食與照護幼蟲，兵蟻負責防衛，生殖蟻則負責繁殖。白蟻主要取食含纖維素的木材及其他植物性材料，常在木材內部或隱蔽處活動，因此危害初期不易從外觀察覺。

作答時可先依棲居方式分成土棲或土木兩棲型與木棲型，再說明代表種類及其危害。臺灣常見危害建築木材的種類包括臺灣家白蟻、格斯特家白蟻、黃肢散白蟻及截頭堆砂白蟻；臺灣土白蟻也會取食木材，但通常危害與土壤接觸的木材，較少侵入人造建築物。

解題方法

採「共同習性—主要類群—木材危害表現」的順序作答。先交代白蟻的群體生活和取食特性，再比較地下白蟻與乾木白蟻的築巢、覓食方式，最後連結到木材劣化與辨識線索。這種寫法可同時回答題目中的「習性」和「對木材之危害」，也能呈現不同種類的差異。

臺灣主要危害木材白蟻的習性與危害

一、共同習性

白蟻多生活於溫暖、潮濕且避光的環境，具群居性並形成有分工的蟻群。工蟻自蟻巢外出尋找木材，取食木材中的纖維素；白蟻腸道中的微生物與酵素協助分解纖維素。牠們通常由木材內部取食，或在土壤、牆體及木構件的隱蔽處活動，故木材表面仍完整時，內部可能已被蛀空。

有翅生殖蟻成熟後會分飛、脫翅並建立新群體。分飛蟻、脫落的翅、泥線或木材表面的排出物，都是判斷白蟻活動的線索。

二、土棲或土木兩棲型

臺灣家白蟻與格斯特家白蟻主要築巢於土壤或木材內部，從巢穴沿地下通道、木構件或建築縫隙覓食。牠們為避免乾燥與光線，會在暴露處修築泥線或蟻道，連接蟻巢與食源。群體可持續擴大，覓食範圍廣，常危害建築木構件、裝潢、家具，也可取食紙張等含纖維素材料。木材常由內部被取食，外層薄片或表皮一時仍保留，敲擊可能呈空洞聲，嚴重時造成木材強度下降、構件失去承載能力。