2010年冬奧會前國家短道速滑隊女子運動員無氧運動能力檢測及特征的辯證分析

劉俊一，徐 瑩，陶玉晶，張 強

1 前言

國家女子短道速度隊在連續(xù)三屆冬奧會上獲得了女子500 m的金牌，在2010年溫哥華冬奧會上，整個女子短道速滑隊表現(xiàn)出非常突出的競技狀態(tài)。短道速度滑冰運動的特點之一是在高速滑行中不斷的進行超越和擺脫加速，因此，運動員的無氧運動能力是決定比賽勝負的重要因素之一[1]。本研究以國家女子短道速滑隊備戰(zhàn)冬奧會前主力運動員無氧運動能力的基本狀態(tài)為依據(jù)，從無氧運動能力的理論和實踐兩個層面針對國家女子短道速滑隊主力運動員在備戰(zhàn)冬奧會前無氧運動能力的狀態(tài)、特點及規(guī)律進行分析和討論，揭示優(yōu)秀短道速滑運動員備戰(zhàn)大賽前3種無氧運動能力之間的關(guān)聯(lián)特征，將對未來我國短道速滑項目備戰(zhàn)世界大賽提供理論參考。

2 研究對象與方法

2.1 研究對象

國家女子短道速滑隊7名備戰(zhàn)2010年冬奧會主力運動員，平均年齡22.9歲，平均身高162.3 cm，平均體重54.5 kg，平均最快單圈9.3 s。

2.2 研究方法

根據(jù)國家隊備戰(zhàn)2010年冬奧會的全年訓(xùn)練計劃，分別于2009年5月和9月對國家短道速滑隊女子主力運動員進行了通過功率自行車進行無氧運動能力的測試。

2.2.1 短時間無氧運動能力測試（Short-term anaorobic test）

采用Quebec 10s踏車測試法，以Monark 829E為實驗工具，以受試者的體重確定初始負荷，要求受試者全力踩車10 s，當受試者在開始2～3 s內(nèi)快速調(diào)整負荷，保證踩踏速度要維持在80 rpm，第一次測試后休息10 min再進行第二次測試，求出最高無氧動力值。

2.2.2 中間時間無氧運動能力測試（Intermediate-term anaerobic test）

采用Wingate 30 s踏車測試法，要求受試者充分做好準備活動，首先要求受試者以最小負荷進行動態(tài)踏車4～5 min，然后進行加速運動15 s，其中前10 s的負荷阻力是正式Wingate測試阻力的1/3，其踏板轉(zhuǎn)速為20～50 rpm，后5 s逐漸增加阻力到真正的Wingate阻力（force），然后正式測驗開始，即要求受試者盡全力快速踏車，持續(xù)計時30 s，計算踏車的圈數(shù)，最后恢復(fù)性運動2～3 min，此期間負荷逐漸減輕，踏板轉(zhuǎn)速在50 rpm。分別在正式測試結(jié)束后1、3、5、7、9 min采耳血，測試被試運動后血乳酸峰值。

2.2.3 120 s最大測驗（120 sec maximal test）

120 s最大測驗（Katch，1974）以 Monark829E踏車及電子計數(shù)器為實驗工具，目的在于測量非乳酸及乳酸能力。測試開始，受試者即盡全力快速踩車，在1.5 s內(nèi)調(diào)整阻力至規(guī)定負荷（女33 N），持續(xù)時間120 s。

3 關(guān)于原發(fā)性、保持性和持續(xù)性無氧運動能力的界定

無氧運動能力是人體在競技運動中主要的運動能力表現(xiàn)之一，Sargent在1921年首次提出了無氧功率的概念，無氧功率通常是指在最短時間內(nèi)，在無氧條件下，發(fā)揮出最大力量和速度的能力（楊錫讓，1997）。林正常（1993）指出，無氧運動能力是身體通過無氧代謝路徑從事運動的能力。無氧運動能力的供能系統(tǒng)主要是ATP、ATP-CP和無氧糖酵解系統(tǒng)，不同供能系統(tǒng)為不同運動時間提供能量，不同時間的無氧運動能力又表現(xiàn)出不同的特點和訓(xùn)練實踐意義。本文根據(jù)目前關(guān)于無氧運動能力的3種不同的測試方法，將無氧運動能力依據(jù)不同的供能系統(tǒng)以及不同時間段范圍內(nèi)無氧運動能力的表現(xiàn)特點和規(guī)律，將目前統(tǒng)稱的無氧運動能力劃分為3個不同時間段內(nèi)的無氧運動能力：Sho rt-term anaerobic test測試的短時無氧運動能力、Intermediate-term anaerobic test測試的中時間無氧運動能力和120 sec maximal test測試的長時間無氧運動能力，筆者依據(jù)3個時間段內(nèi)無氧運動能力在運動訓(xùn)練實踐中表現(xiàn)出來的規(guī)律和意義分別定義為原發(fā)性無氧運動能力、保持性無氧運動能力和持續(xù)性無氧運動能力。

4 結(jié)果

4.1 受試者基本身體情況測量結(jié)果

表1 國家女隊主力運動員基本身體情況測試一覽表

4.2 原發(fā)性無氧運動能力測試結(jié)果

表2 國家女隊主力運動員原發(fā)性無氧運動能力測試結(jié)果一覽表

最高無氧動力（N·m·s-1·kg-1；W/kg）=（最大圈數(shù)×6 m×負荷阻力）/體重[2]

4.3 保持性無氧運動能力測試結(jié)果

表3 國家女隊主力運動員保持性無氧運動能力測試結(jié)果一覽表

無氧能力（total wo rk）（J/kg）=（N×30 s內(nèi)總?cè)?shù)×6 m）/體重[2]

4.4 持續(xù)性無氧運動能力測試結(jié)果

乳酸性無氧能力（N·m；J）=33 N×6 m×120 s內(nèi)總?cè)?shù)

非乳酸無氧能力（N·m；J）=33 N×6 m前6 s內(nèi)總?cè)?shù)

表4 國家女隊主力運動員持續(xù)性無氧運動能力測試結(jié)果一覽表

5 討論

5.1 短道速度滑冰運動員無氧運動能力的生物學(xué)釋義

短道速度滑冰運動項目的特點是需要在高速的滑行過程中不斷完成加速、超越、擺脫等技術(shù)動作，因此，需要運動員機體不斷的提供完成各種運動技術(shù)動作的能量供應(yīng)。短道速滑運動員高速滑行時需要機體進行各種有氧和無氧運動，那么，在完成加速、超越、擺脫等技術(shù)動作時就需要良好的無氧運動能力。人體的無氧運動能力（Anaerobic exercise capacity）是指人體肌肉在無氧功能代謝狀態(tài)下的身體工作能力，通常以最大無氧代謝狀態(tài)下的身體工作能力表示[2]。在運動過程中提供運動員機體能量的代謝系統(tǒng)，會隨著運動強度和時間的改變，而有所不同，可能包含有氧和無氧能量代謝系統(tǒng)，區(qū)分有氧與無氧能量代謝系統(tǒng)的依據(jù)，主要是以能量代謝時，需要使用的氧氣的多少來區(qū)分[3]。短時間高強度的運動，其能量主要是無氧代謝所提供，從事高強度的無氧運動時，最初的2～3 s內(nèi)的能量來源，是由肌細胞內(nèi)的ATP直接提供，而ATP-CP系統(tǒng)所提供無氧運動的能量，最多只能維持運動約10～12 s左右，如果運動時間再加長，其能量將轉(zhuǎn)由無氧酵解能量代謝系統(tǒng)所提供；如果持續(xù)時間超過2 min以上，提供運動所需的能量，將依賴有氧代謝系統(tǒng)所提供[7]。

表5 不同能量代謝特征一覽表

短道速滑運動中的起跑、加速、超越、擺脫、沖刺的運動技術(shù)都需要機體不同的能量供應(yīng)，而這些能量供應(yīng)一般都是在0～120 s之內(nèi)，因此，需要運動員有良好的無氧運動能力。短道速滑的起跑屬于高強度的無氧運動，能量來源主要為ATP系統(tǒng)，肌細胞內(nèi)的ATP立即分解而產(chǎn)生ADP和Pi，以提供運動肌所需的能量。起跑后的加速滑行的功能系統(tǒng)主要是ATP-CP，時間在10～12 s之間，能量供應(yīng)主要是在肌細胞內(nèi)的ATP含量下降很快，CP（磷酸肌酸）在酶（CK）的催化下，快速與ADP反應(yīng)再合成ATP，以快速提供運動肌直接的能量；加速后的高速滑行時間在30～120 s之間，能量來源受到機體內(nèi)CP儲存量的限制，無氧酵解系統(tǒng)成為機體的主要功能系統(tǒng)，其使用葡萄糖和肝糖元作為能量來源[8]。因此，根據(jù)短道速滑項目專項運動的運動學(xué)特征，依據(jù)無氧運動能力的生物學(xué)基礎(chǔ)，本研究將通過三種不同測試方法所得到的無氧能力分別命名為：原發(fā)性無氧能力、保持性無氧能力和持續(xù)性無氧能力。3種無氧運動能力各有其生物學(xué)和運動學(xué)特征，3種無氧能力同時提供著運動員在高速滑行中完成各種技術(shù)動作的基礎(chǔ)能量保障，三者之間有著相互促進、相互制約的關(guān)聯(lián)，其是衡量優(yōu)秀短道速滑運動員無氧能力的標準。

5.2 國家女子短道速滑隊備戰(zhàn)冬奧會主力運動員無氧能力基本狀況分析

5.2.1 國家女子短道運動員原發(fā)性無氧能力分析

原發(fā)性無氧能力主要是ATP系統(tǒng)供能，其在某種意義上等同于運動員的爆發(fā)能力，以往的研究資料表明，原發(fā)性無氧能力與運動員的遺傳因素相關(guān)性最大。表2表明，短道速滑隊主力運動員原發(fā)性無氧能力的基本情況，我國女隊在備戰(zhàn)奧運會之前的10 s輸出功的平均值為110.86 J/kg，最高無氧動力的全隊平均值為11.98 W/ kg，其中原發(fā)性無氧能力最突出的是WM，10 s輸出功值達到125 J/kg，最高無氧動力值達到13.5 W/kg，基本接近男子的平均水平，ZY的原發(fā)性無氧能力水平是全隊中比較差的，但是也接近韓國女隊的平均水平。與韓國女隊10 s輸出功的平均值為105.51 J/kg，最高無氧動力的全隊平均值為10.5W/kg相比，我國女隊的原發(fā)性無氧能力水平非常突出，同時說明我國運動隊員在爆發(fā)力身體素質(zhì)方面相對于韓國女隊是一直保持著傳統(tǒng)優(yōu)勢的，這在奧運會上運動員起跑技術(shù)上也得到了證實。

動力續(xù)航指數(shù)反映的最后1 s輸出動力與最高輸出動力的比例，其生物學(xué)意義上反映的是運動員機體ATP系統(tǒng)供能的下降率[6]，運動訓(xùn)練學(xué)上一般用動力續(xù)航指數(shù)體現(xiàn)運動員的爆發(fā)耐力，即爆發(fā)力持續(xù)的時間，在短道速滑運動上反映運動員起跑時效性，以及反映運動員單圈速度的能力。我國女隊的動力續(xù)航指數(shù)都在80％以上，表明我國女運動員的爆發(fā)耐力比較強，同時也說明我國女運動員在單圈滑行能力是非常強的。

5.2.2 國家女子短道運動員保持性無氧能力的分析

保持性無氧能力是指機體全力運動保持約30 s，主要是體現(xiàn)運動員機體內(nèi)ATP、ATP-CP系統(tǒng)和無氧酵解供能系統(tǒng)的能力，其能量來源包括非乳酸性無氧動力和乳酸性無氧動力，在短道速滑專項運動中主要體現(xiàn)在500 m滑行的運動能力上。表3說明，國家女子短道速滑隊主力隊員保持性無氧能力的基本水平，其中，全隊無氧能力的平均值為240 J/kg，全隊平均最高無氧動力為10.12 W/kg，全隊運動后血乳酸峰值平均值為11.44 mmol/L；韓國女隊無氧能力的平均值為 233 J/kg，最高無氧動力為 10.06 W/kg，運動后血乳酸峰值為9.56 mmol/L。從全隊的平均值比較分析，我國女隊在30 s測試中無氧能力和最高無氧動力都顯著性超越韓國女隊，說明我國女隊在保持性無氧能力上要顯著性強于韓國女隊。這與我國女隊在冬奧會上500 m比賽中的成績和表現(xiàn)的結(jié)果是相一致的。

通過測試，從運動員的個體情況分析，30 s內(nèi)無氧能力和無氧功峰值最強的是WM，充分說明WM在500 m項目中的絕對優(yōu)勢，全隊中無氧功率峰值有三人超過10.5以上，顯示了較強的速度力量和爆發(fā)力，特別是年輕隊員ZY和ZNN都達到了10.2以上，也說明具有了一定的無氧運動能力，其他運動員中MXX和LQH的保持性無氧能力一般，與韓國女隊的平均水平相比還具有一定的差距。

運動后血乳酸峰值可以表示運動員機體極限運動后血乳酸積累的多少，同時，可以反映運動員最大氧代謝的利用率，運動后血乳酸積累越少，表明其有氧代謝的時間越晚，最大有氧代謝利用率越高，表明其30 s內(nèi)的有氧能力越強[4]。周洋和LQH的運動后血乳酸的峰值都在10以下，表明其30 s內(nèi)的有氧代謝能力突出，特別是年輕隊員ZY在本次測試中表現(xiàn)出比較強的保持性無氧能力和十分突出的有氧能力，這正是短道速滑運動員最需要具備的。

疲勞指數(shù)（Fatigue Index，F(xiàn)I）是代表疲勞程度的指數(shù)，又可以稱作動力遞減率，可以作為衡量運動員保持最高無氧功率的能力，即運動員無氧能力的保持率[10]。疲勞指數(shù)越小，表明運動員保持其自身高速滑行的能力越強，測試中表明，ZY的疲勞指數(shù)最小，其次是LQH和WM，說明這些運動員在比賽中保持速度的能力最強，疲勞指數(shù)對于短道速滑項目的比賽賽制具有重要的意義，短道速滑比賽要求運動員在不同的賽次都能夠保持高速滑行，因此，需要運動員能夠具有反復(fù)高速滑行的能力。

5.2.3 國家女子短道運動員持續(xù)性無氧能力的分析

持續(xù)性無氧運動能力是指運動員機體全力運動時間持續(xù)在120s左右，主要是運動員機體的乳酸性無氧運動能力，主要供能是糖酵解供能系統(tǒng)，其中有氧代謝和無氧代謝約各占50％，因此，持續(xù)性無氧能力又可以稱為無氧耐力。表4表明，全隊120 s總輸出功的平均值為54 783 J，韓國女隊120 s總輸出功的平均值為56 100 J，反映我國女隊和韓國女隊在持續(xù)性無氧運動能力上還是有很大的差距的，120 s持續(xù)性無氧運動能力在短道速滑中主要體現(xiàn)在1 000 m以上的比賽項目中，表明韓國女隊在持續(xù)性無氧能力上、在1 000 m以上的競賽項目上相對我國女隊還是具有整體性優(yōu)勢的。從運動員的個體分析，全隊中只有ZY一人120 s總輸出功超過了56 000 J，WM和LQH接近了56 000 J，說明這3名運動員的持續(xù)性無氧能力較強，基本可以達到韓國女隊的平均水平，其他運動員的持續(xù)性無氧運動能力比較差，特別是相對于韓國女隊還具有很大的差距。

5.3 國家短道速滑隊運動員無氧運動能力的特點與規(guī)律分析

短道速度滑冰項目特點決定運動員需要良好的無氧運動能力，本研究將短道速度滑冰專項無氧運動能力根據(jù)運動學(xué)和生物學(xué)特征的不同分為原發(fā)性無氧能力、保持性無氧能力和持續(xù)性無氧能力。短道速滑競賽具有項目多、高強度、淘汰性、多變性等競技特點，競賽特點集中反映了運動項目的特征，是運動訓(xùn)練追求的目標，是運動員機體能力適應(yīng)的目標，短道速滑運動員在競賽和訓(xùn)練中，需要三種不同的無氧運動能力和三個不同功能系統(tǒng)同時工作，只是根據(jù)競賽項目的不同而出現(xiàn)不同的比例[9]，因而，在訓(xùn)練中不能將任何一種無氧運動能力和供能系統(tǒng)作為訓(xùn)練的惟一標準，而應(yīng)該根據(jù)不同項目的需求（原發(fā)性、保持性和持續(xù)性無氧能力的比例）、訓(xùn)練的階段（準備期、比賽期和恢復(fù)期）和運動員的個體情況（速度型和耐力型、白肌型和紅肌型），分別運用不同的訓(xùn)練量和訓(xùn)練強度發(fā)展不同的無氧運動子能力。例如，在本次測試中，我們發(fā)現(xiàn)，我國女隊在原發(fā)性無氧能力和保持性無氧能力均比韓國女隊強，因此，我們可以在500 m項目上保持我們的優(yōu)勢，但是，在持續(xù)性無氧能力上要遠遠落后于韓國女隊，因此，我國女隊在1 000 m以上的項目上一直處于弱勢地位，目前女隊中還只有ZY和WM的持續(xù)性無氧能力能夠接近韓國女隊的平均水平，雖然在2010年冬奧會上 ZY在1 500 m項目上取得突破，女隊在3 000 m接力上取得突破，但是，并不能說明我們在這些項目上已經(jīng)具備了與韓國女隊整體對抗的實力[5]，我們需要WM和ZY這樣三種無氧能力均衡，其中一種無氧能力突出的運動員，避免一種無氧能力突出，其他無氧能力較差的運動員。

另外，短道速滑運動員無氧運動能力之間具有專項特征的動態(tài)關(guān)系，要認識到在訓(xùn)練過程中橫向和縱向上可以分為不同的訓(xùn)練強度級別，三種無氧運動能力的發(fā)展應(yīng)該在該強度級別的區(qū)間內(nèi)，在這些區(qū)間內(nèi)還存在各自發(fā)展不同無氧運動能力的強度點。因此，在訓(xùn)練運動員無氧運動能力時，既要重視每個強度區(qū)間內(nèi)不同強度點的訓(xùn)練，在訓(xùn)練結(jié)構(gòu)上既突出原發(fā)性無氧能力、保持性無氧能力和持續(xù)性無氧能力等不同強度分級中“質(zhì)”的結(jié)點，又注意各強度級別內(nèi)“量”的分布。因此，在短道速滑無氧運動能力訓(xùn)練中，一方面，要在整體負荷上把握三種無氧運動能力訓(xùn)練的比例，大多數(shù)訓(xùn)練應(yīng)該以持續(xù)性無氧運動能力為主；另一方面，不能機械地只以比賽平均速度或平穩(wěn)速度、以及一般無氧強度點為訓(xùn)練負荷的依據(jù)，而應(yīng)該運用多種訓(xùn)練方法以及不同的滑跑速度和強度點分級進行訓(xùn)練。

無氧運動能力的訓(xùn)練是一個受多因素制約的復(fù)雜運動學(xué)體系，目前，還有許多相關(guān)的基礎(chǔ)問題尚未有科學(xué)的結(jié)論，許多已有的研究也局限在動物實驗的水平。因此，我們應(yīng)該加強對無氧運動能力訓(xùn)練的研究工作，從多角度和多層面探討和研究無氧運動能力的問題。

6 小結(jié)

1.根據(jù)短道速度滑冰運動項目的運動學(xué)和生物學(xué)特征，本研究將其無氧運動能力分為原發(fā)性無氧運動能力、保持性無氧運動能力和持續(xù)性無氧運動能力，這樣更有利于我們在以后的訓(xùn)練中區(qū)分與控制。

2.根據(jù)本研究調(diào)查范圍和結(jié)果表明，我國女子短道速滑隊備戰(zhàn)2010年冬奧會主力運動員的原發(fā)性和保持性無氧運動能力優(yōu)于韓國女隊；持續(xù)性無氧運動能力還與韓國女隊具有較大差距。

3.針對本文的研究對象，三種無氧運動能力各具不同的生物學(xué)特點和運動學(xué)規(guī)律，三者之間具有專項特征的動態(tài)關(guān)聯(lián)。建議未來我國短道女隊的無氧能力訓(xùn)練應(yīng)該以持續(xù)性無氧運動能力為主，運用多種訓(xùn)練方法以及不同的滑跑速度和強度點分級進行針對性的訓(xùn)練。

4.以往對無氧運動能力都是作為一個整體的運動能力進行研究，本文依據(jù)無氧運動能力的供能特征、測試特征、運動時間特征和運動實踐意義等因素將無氧運動能力區(qū)分為原發(fā)性無氧運動能力、保持性無氧運動能力和持續(xù)性無氧運動能力，但是在實驗證實和實踐應(yīng)用等方面還有很多不足之處，需要進行更深入的后續(xù)研究。

[1]陳小平.有氧與無氧耐力的動態(tài)關(guān)系及其對當前我國耐力訓(xùn)練的啟示[J].體育科學(xué)，2010，（30）4：63-65.

[2]鄧樹勛，王健.高級運動生理學(xué)-理論與應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社，2003：267.

[3]劉俊一，隋力.我國優(yōu)秀速度滑冰女運動員專項身體素質(zhì)結(jié)構(gòu)特征統(tǒng)計分析[J].天津體育學(xué)院學(xué)報，2009，24（2）：177-180.

[4]劉俊一，徐瑩，張強.冬奧會前高原備戰(zhàn)對國家女子短道隊主力隊員有氧運動能力的影響研究[J].中國體育科技，2011，47（1）： 107-111.

[5]劉俊一，張強.備戰(zhàn)2010年冬奧會中國女子短道速滑隊2007—2008賽季生理、生化指標變化規(guī)律與特征的研究[J].中國體育科技，2010，46（4）：76-80.

[6]ADAMS G M.Wingate bike test.IN：Exercise physiology laboratory manual[M].Wm CBrow n Pulishers，1990：97-103.

[7]BOUCHARD C，TA YLOR A W，DULAC S.Testing maximal anaerobic pow er and capacity.In J Duncan，A Howard，J Howard（Eds）.Physiological testing of the elite athlete[M].Movement Publication Inc，1982：61-73.

[8]BOUCHARD C，TA YLOR A W，DULAC S.Testing anaerobic power and capacity.In JDuncan，A How-ard.，H J Green（Eds）. Physiological testing of the high-performan a athlete[M].Champaign，IL：Human Kinetics Books，1991：175-180.

[9]HERMANSEN L，MEDB J I.The relative significance of aerobic and anaerobic p rocesses during maximal exercise of sho rt duration[J].Med Spo rt Sci，1984，17：56-67.

[10]MEDB J I，MOHN A C，TABA TA I，etal.Anaerobic capacity determined by maximal accumulated O2deficit[J].J App l Physiol，1988，64（1）：50-60.