臨界功率理論在龍舟運動訓練中的應(yīng)用

方志軍，李兵

（1.東北師范大學 體育學院，吉林 長春 130024；2.東北電力大學 體育學院，吉林 長春 132012）

臨界功率理論在龍舟運動訓練中的應(yīng)用

方志軍1，李兵223

（1.東北師范大學 體育學院，吉林 長春 130024；2.東北電力大學 體育學院，吉林 長春 132012）

運用臨界功率理論，結(jié)合龍舟項目運動員不同距離的供能特點，探索應(yīng)用龍舟測功儀訓練運動員體能的手段，確立了龍舟運動員P-t、D-t、D-P、P-D-1數(shù)學模型，找到不同距離臨界功率訓練的區(qū)間。研究表明：1)P-t模型成非線性，曲線底端接近臨界功率點。2)D-t模型成線性，直線的斜率代表了臨界功率值。3)D-P模型成非線性，臨界功率(CP)值是這個雙曲線函數(shù)的一支漸近線與功率(橫軸)的交點。4)P-D-1模型成線性，截距代表了運動員的有氧工作能力，函數(shù)的斜率代表了運動員的無氧工作能力。

運動訓練；龍舟運動；臨界功率

龍舟運動正在從傳統(tǒng)的群眾性娛樂項目逐步向競技化轉(zhuǎn)變，如何快速地提高龍舟運動員的訓練水平，提升競技能力是龍舟競技發(fā)展的主要方向[1]。多年來，為獲取人體供能系統(tǒng)的信息，已建立起的方法很多，雖然不同的有氧或無氧測試間有相關(guān)性，但各存在一些方法學的問題，還都不能滿足龍舟運動的選材、訓練和監(jiān)測的需要，無論在理論上還是實踐中，體能測試方法不僅越來越要求具備高的有效性、可靠性和全面性(采用一次性測試同時評價有氧、無氧代謝能力)，而且要具備簡便、無損傷易于專項化等特點[2]。臨界功率(CP)理論由Scherrert和Monod[3]1960年提出，研究極限強度運動的下限，現(xiàn)已在徑賽、自行車、游泳、賽艇等項目上應(yīng)用，為體能評定開辟了新的途徑，符合了目前體能評定的要求[4-5]。本文旨在探求臨界功率理論在龍舟運動訓練中的應(yīng)用，從而初步確立龍舟運動臨界功率的模型。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

研究對象為首屆世界大學生龍舟錦標賽冠軍東北電力大學隊男子槳手9名，年齡(20.15±0.30)歲、身高(1.78±0.03) m、體重(72.42±1.96) kg，無傷病，測試前14 h內(nèi)無劇烈運動。

1.2 研究方法

測試在中國龍舟訓練科研基地訓練館內(nèi)進行，室溫 22 ℃。應(yīng)用祥瑞龍舟測功儀分別測試每名龍舟運動員全力劃250、500、1 000和2 000 m的運動時間、平均功率；用polar團隊心率儀測試運動后即刻心率。運動后取指血10 μL，用便攜式血乳酸測試儀測定每名運動員的血乳酸濃度。測試時間為每天上午09：00，連續(xù)測試4 d。應(yīng)用SPSS17.0對所測得的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同距離運動測試成績、運動后即刻心率、平均功率和血乳酸的變化

9名運動員全力劃龍舟250、500、1 000、2 000 m后的平均時間、平均功率、運動后即刻平均心率、血乳酸值見表1。

表1 不同距離運動時間、平均功率、運動后即刻心率和血乳酸(±s)變化

表1 不同距離運動時間、平均功率、運動后即刻心率和血乳酸(±s)變化

組別 運動時間/s 平均功率/W 完成即刻心率/(次·min-1) c(血乳酸)/(mmol·L-1)安靜 1.58±0.35 250 m 50.30±1.34 342.90±29.39 155.00±5.90 7.12±0.22 500 m 109.50±2.74 269.52±11.85 182.33±6.12 10.34±1.35 1 000 m 291.50±10.71 116.90±17.70 177.00±10.56 12.22±3.43 2 000 m 547.83±26.75 128.43±26.69 198.00±5.37 12.01±2.11

2.2 龍舟運動員臨界功率關(guān)系模型的建立

通過對9名龍舟運動員在龍舟測功儀上進行全力劃250、500、1 000和2 000 m距離測試，記錄測試結(jié)果，將結(jié)果輸入 SPSS軟件，利用擬合曲線得出劃槳功率與時間的變化曲線，建立了P-t模型(見圖1)。該模型的數(shù)學擬合線的趨勢與 Hopkins等[6]的最大瞬間功率模式W=AWC+(CP×t)的P-t關(guān)系曲線十分接近。在P-t模型的下段可以看出龍舟運動員在全力負荷運動下CP接近100 W而最大輸出功率在300 W左右。在運動過程中運動員輸出功率為(177.35±61.21) W。從模型可以看出，運用臨界功率理論，隨著時間的延長，功率在逐漸的縮小，可見臨界功率只有維持在一段時間內(nèi)，才能使運動員達到最佳的運動狀態(tài)。(AWC：無氧能力，CP：臨界功率(代表有氧能力)，t：時間，P：功率，W：功)

圖1 P-t模型

由于距離與時間、功都成正相關(guān)，所以本研究根據(jù)龍舟運動訓練的特點和實際需要，在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，對應(yīng)地在數(shù)學關(guān)系上進行了互換，在實際應(yīng)用臨界功率理論時，把測得的數(shù)據(jù)根據(jù)不同的關(guān)系按需要分成2類關(guān)系模型：1)D-t模型(見圖2)：D=AWC+CP×t。2)D-P模型(見圖 3)：D=AWC/(P-CP)。(D：距離)

圖2 D-t模型

D-t模型，是在臨界功率-時間W=AWC+(CP×t)[7]關(guān)系模型基礎(chǔ)上建立的，由于距離與功正相關(guān)，本研究通過數(shù)學的方法對原有參數(shù)進行轉(zhuǎn)化，結(jié)合實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果得出：臨界功率(CP)值在這個模型中是直線的斜率(4.18)反映了有氧能力的大小，AWC是直線與距離(D)軸的截距值(168.48 m)，可理解為運動開始階段的無氧代謝能力的貯備值。通過模型可以看出，直線的斜率(CP)越大，AWC的儲備值越大，完成比賽的用時就越短，成績越好。

D-P模型是在時間-功率t=AWC/(P-CP)[8]關(guān)系模型基礎(chǔ)上建立的，由于距離與功成正相關(guān)，臨界功率(CP)值是這個雙曲線函數(shù)的一支漸近線與功率(橫軸)的交點，為 179.13W，無氧能力(AWC)則是雙曲線的曲率值(8.2×104)，這個結(jié)果與Hagerman[9]和Jones等[10]建立的非線性模型基本吻合。通過模型可以看出，按照CP進行訓練，無氧能力(AWC)值越大，曲線的曲率越大，所輸出的功率也就越大，運動員在比賽沖刺階段表現(xiàn)出的做功能力也就越強。

2.3 結(jié)合龍舟運動訓練的評價方法

通過實驗表明，雖然 CP的供能方式與持續(xù)時間存在雙曲線關(guān)系，但臨界功率畢竟是一種高于乳酸閾值的運動強度，其無氧供能已占有一定的比例，同時又低于最大耗氧量的運動強度，與無氧閾、通氣閾等生理指標有著顯著的相關(guān)關(guān)系。因此，它應(yīng)該處于一種無氧與有氧共同供能的運動狀態(tài)，只是在供能的比例上有所不同而已。

為了使圖3非線性模型使用起來更方便，可通過數(shù)學上的變化，將距離參數(shù)取倒數(shù)后，把反比例雙曲線函數(shù)變成正比例直線函數(shù)，在進行一元線性回歸分析后建立了P-D-1模型(見圖 4)，臨界功率中(CP)值在這個模型中是直線與功率軸的截距值，AWC是斜率，CP值在理論上被看作是最大有氧能力訓練練習的有效強度。通過這種模型，除評定體能外還能控制訓練的強度。為了符合龍舟測功儀訓練和控制強度的習慣，換算成測功儀電子顯示屏上的強度顯示距離，這也正是臨界功率中理論在不同專項中應(yīng)用的靈活之處。例如：用“P-D-1模型”對龍舟運動員進行在臨界功率強度下訓練的機能評定方法，同一個測試者一周前后兩次運用龍舟測功儀進行臨界功率方法測試，根據(jù)本模型中各函數(shù)變量所代表的意義的不同，來區(qū)分運動員臨界功率值和無氧工作能力的強弱，線性模型在Y軸上的起始點的截距代表了運動員的有氧工作能力，函數(shù)的斜率代表了運動員的無氧工作能力，可以根據(jù)模型判定龍舟運動員訓練前后有氧和無氧代謝能力變化的比例大小，在實際訓練中，據(jù)此進行針對性的訓練。

圖4 P-D -1模型

從250～2 000 m在龍舟測功儀上測試的運動時間和平均功率變化可以看出：隨著設(shè)定距離的延長，運動時間明顯逐漸延長，而平均功率則明顯下降，其生理生化機制與人體磷酸原、糖酵解、有氧代謝3大供能系統(tǒng)在不同時段供能地位的變化有直接關(guān)系。從表1可以看出，250～2 000 m的全力運動，平均運動時間50.30～547.83 s，平均功率從342.90 W降至128.43 W，無論從供能時間，還是功率變化特點均證明了供能順序是從磷酸原→糖酵解→有氧代謝供能的過程，是一個由無氧代謝供能為主向有氧代謝供能為主的漸變過程。從本質(zhì)上講，本研究實驗方案中的4次測試的目的就是用抽樣的方法對這一過程進行數(shù)學上的描述，這也正是臨界功率測試理論能在各種體能類運動項目應(yīng)用的核心思想，只是在運動形式、測試方案及評價模型的設(shè)計上更適合于專項而已，即通過合理選擇幾個時間或距離的專項全力運動就可以建立由無氧和有氧能力共同決定的個體體能結(jié)構(gòu)的模型，從而對運動員有氧、無氧代謝能力能夠同時完整評價。

本研究對龍舟項目建立臨界功率模型時的血乳酸和心率變化特點做了初步研究：表1顯示，4次不同距離全力運動后即刻心率的變化特點是逐次升高的(除1 000 m略有下降外)，說明從250～2 000 m的運動，運動負荷量增大的結(jié)果使機體心血管應(yīng)激水平逐漸增加，心臟泵血功能增強，血液循環(huán)加快，適應(yīng)了運動時供能和排泄廢物的需要。本研究測試結(jié)果4次運動后即刻心率值的變化趨勢相當于從氧利用能力訓練到氧運輸能力訓練的心率變化范圍，這與實驗中時間、平均功率變化所描述的代謝供能系統(tǒng)變化規(guī)律是一致的。

根據(jù)臨界功率理論和有關(guān)應(yīng)用研究[11]及本研究結(jié)果，提出龍舟運動訓練中進行體能評價主要存在以下6種基本情況：1)有氧代謝能力提高，無氧代謝能力提高；2)有氧代謝能力提高，無氧代謝能力不變；3)有氧代謝能力提高，無氧代謝能力下降；4)有氧代謝能力下降，無氧代謝能力提高；5)有氧代謝能力下降，無氧代謝能力不變；6)有氧代謝能力下降，無氧代謝能力下降。

總之，人體內(nèi)代謝過程是相互聯(lián)系、相互制約、相互調(diào)節(jié)的統(tǒng)一連續(xù)過程，無論從運動時間、平均功率變化特點，還是即刻心率和血乳酸變化特點來看，本研究在龍舟測功儀上進行 4個設(shè)定距離的全力運動，主要獲取了龍舟運動員個體從短時間(無氧)到長時間(有氧)代謝能力的信息，通過回歸方程(數(shù)學模型)的建立，能夠完整地描述人體的體能結(jié)構(gòu)，起到評定體能的作用。

通過對龍舟運動員測功儀的測試數(shù)據(jù)的分析，初步確立了4類數(shù)據(jù)之間的相關(guān)模型。可以運用臨界功率的方法和手段對龍舟項目進行評定。其中，龍舟運動員“P-D-1模型”及評價方法是一種比較可靠的方法。

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An application of the critical power theory in dragon boat training

FANG Zhi-jun1，LI Bing2
（1.School of Physical Education，Northeast Normal University，Changchun 130024，China；
2.School of Physical Education，Northeast Dianli University，Changchun 132012，China）

By applying the critical power theory, coupled with the characteristics of energy supply by dragon boat event players at different distances, the authors probed into means to train the physical capacity of the players by applying a dragon boat dynamometer, established mathematical modelsP t,D-t,D-PandP-D-1for dragon boat players, found intervals for critical power training at different distances, and revealed the following findings: 1)model P-tis nonlinear; the curve bottom is close to the critical power point; 2) modelD-tis linear; the slope of the straight line represents the critical power value; 3) modelD-Pis nonlinear; the critical power value (CP) is the point of intersection of a asymptote of this hyperbola function and the power (horizontal axis); 4) modelP-D-1is linear;the intercept represents the aerobic working ability of the players, while the slope of the function represents the anaerobic working ability of the players.

sports training；dragon boat；critical power

G808

A

1006-7116(2012)02-0120-04

2011-06-09

方志軍（1956-），男，教授，碩士，研究方向：體育教學與訓練。