河北省優(yōu)秀越野滑雪運動員冬訓(xùn)前后有氧和無氧代謝能力變化

張冠男 王敬茹 劉麗娟

（河北省體育科學(xué)研究所，河北 石家莊 050000）

越野滑雪作為一項古老的體育運動，是當(dāng)前雪上運動的基礎(chǔ)大項，在冬季項目比賽中具有重要地位。越野滑雪是周期性運動項目，以滑雪板和滑雪杖為工具，運用登山、滑降、轉(zhuǎn)彎、滑行等基本技術(shù)，在丘陵起伏的山地沿著規(guī)定的路線進行競速，比賽項目包括男女運動員的短、中、長距離及超長距離、接力等12個小項，主要供能特點均屬有氧能力為主導(dǎo)、無氧耐力為支撐的混合代謝供能。河北省越野滑雪隊成立較晚，2017年5月正式建隊，運動員均由中長跑項目、水上項目跨項選拔而來。本研究通過對4名男子越野滑雪運動員冬訓(xùn)前后的有氧能力、無氧能力進行綜合評價，為教練員準確把握運動員的能力發(fā)展、掌握運動員的訓(xùn)練效果、制定個體化訓(xùn)練方案提供數(shù)據(jù)參考。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

河北省男子越野滑雪運動員4名，年齡18.2±1.9歲，身高177.0±10.3cm，體重73.5±8.7kg，訓(xùn)練年限4年，原訓(xùn)練項目均為中長跑。取得成績：二青會越野滑雪男子甲組短距離自由技術(shù)比賽第一名；二青會越野滑雪團體短距離甲組第三名、乙組第三名。

1.2 研究方法

1.2.1 實驗測試法

測試2020年冬訓(xùn)前后（共3個月）4名受試運動員的有氧能力、無氧能力指標變化。

（1）實驗儀器和設(shè)備

身高體重儀，德國context便攜式運動心肺功能測試儀和配套心率帶，德國hpcosmos跑步機，日本COMBI功率自行車，德國EKF便攜式血乳酸測試儀，秒表，采血針、醫(yī)用酒精、棉簽若干。

（2）測試內(nèi)容和方案

①最大攝氧量測試：受試運動員測試前1小時未大量進食，測試前充分熱身。測試方式為跑步機遞增速度運動，起始坡度為2，起始速度為8km/h，每2分鐘遞增1km/h，直至15km/h，速度為15km/h后不再增加，每隔1min增加2坡度，直至運動員力竭。測試結(jié)束后記錄跑步機最終速度和最終速度階段跑步時間，并測定即刻血乳酸值、運動后3min血乳酸值，取最大值作為運動后最大血乳酸。②無氧能力測試：對受試運動員進行間歇性運動無氧能力測試。受試運動員全力蹬功率自行車運動4組，每組持續(xù)20s，間歇40s，負荷為受試運動員8.3%體重；記錄每組結(jié)束后即刻心率和運動完3min后心率。采用德國產(chǎn)EKF便攜式血乳酸儀測試運動前、運動后0min、2min、3min、5min、7min、9min血乳酸，采血部位為運動員指尖末端血。

1.2.2 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)經(jīng)Excel作圖處理，結(jié)果用均數(shù)±標準差表示，采用One-sample T test進行比較分析，顯著性水平為P＜0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 冬訓(xùn)前后有氧能力的測試結(jié)果與分析

有氧能力是越野滑雪運動員獲得優(yōu)異成績的關(guān)鍵因素之一，對受試運動員進行有氧能力相關(guān)測試，可以客觀評價其運動潛能和當(dāng)前階段的有氧運動水平。對冬訓(xùn)前后的最大攝氧量Maximal Oxygen uptake，VOmax（L.min）、相對最大攝氧量VOmax（ml.min.kg）、最大心率（HRmax）、通氣無氧閾攝氧量（VOAT）、通氣無氧閾心率（HR-AT）、最大呼吸商（RERmax）、最大血乳酸（BLAmax）等指標進行統(tǒng)計分析，表1為冬訓(xùn)前、后運動員有氧代謝能力測試結(jié)果匯總。

表1 4名越野滑雪男子運動員冬訓(xùn)前、后有氧能力測試結(jié)果

最大攝氧量是反映人體最大有氧耐力的標志，冬訓(xùn)前4名運動員的VOmax值分別為64 ml.min.kg、62ml.min.kg、54ml.min.kg、65ml.min.kg，4號運動員和1號運動員的VOmax最大；經(jīng)過3個月的冬訓(xùn)，4名運動員的VOmax均有所提高，其中1號運動員的提高值最大；經(jīng)計算，4名運動員冬訓(xùn)前的VOmax均值為61.25±4.99ml.min.kg，冬訓(xùn)后的VOmax均值為63.5±5.25ml.min.kg，該值顯著提高（p＜0.05）。4名運動員冬訓(xùn)前的最大心率（HRmax）均值為190.2±3.6，冬訓(xùn)后的HRmax均值為192.7±2.6，最大心率有一定提高，但不具備顯著性差異。VOmax和HRmax的提高，反映出冬訓(xùn)后運動員心肺功能、攝氧能力的提升。

無氧閾是評定有氧能力的重要指標，無氧閾出現(xiàn)的越晚，說明運動員的有氧耐力越好。冬訓(xùn)前4名運動員的通氣無氧閾分別為42ml.min.kg、40ml.min.kg、35ml.min.kg、42ml.min.kg，占各自VOmax的比例（AT（%VOmax））分別為65.6%、65.5%、64.8%、69.2%，其中4號運動員的AT（%VOmax）最高，其他3名運動員該值相近；冬訓(xùn)后4名運動員VOAT均有所提高，AT（%VOmax）分別為69.1%、68.8%、64.3%、72.7%，僅3號運動員的AT（%VOmax）較冬訓(xùn)前略有下降。4名運動員冬訓(xùn)前的AT（%VOmax）均值為66.03±2.17%，冬訓(xùn)后該值為68.73±3.44%，該值顯著升高（p＜0.05）。無氧閾心率（HR-AT）可作為發(fā)展有氧能力的強度指標為教練員和運動員在運動訓(xùn)練提供參考，4名運動員的HR-AT范圍在170-180之間，1號運動員和4號運動員冬訓(xùn)后HR-AT略有提升。

本研究用最終速度（坡度）和最終速度（坡度）持續(xù)時間來評價運動員冬訓(xùn)前、后承受訓(xùn)練負荷的能力變化。冬訓(xùn)前、后4名運動員均能跑至15km/h，冬訓(xùn)后跑步坡度和持續(xù)時間均有所增加，經(jīng)計算，4名運動員冬訓(xùn)后跑步時長較冬訓(xùn)前比較分別增加了150s、138s、77s和147s，說明運動員的耐力水平有一定提升。

2.2 冬訓(xùn)前后無氧能力的測試結(jié)果與分析

越野滑雪比賽中，運動員既需要有氧代謝供能，又需要無氧糖酵解供能，特別是中短距離項目，要求運動員具備良好的有氧耐力和強大的耐乳酸能力。對受試運動員進行耐乳酸能力測試，對每組測試的最大功率（PP）、相對最大功率(PP/kg)、平均功率(AP)、相對平均功率(AP/kg)、每組結(jié)束后即刻心率（10s心率）和3min后心率進行統(tǒng)計分析，冬訓(xùn)前、后的測試結(jié)果見表2。

表2 4名越野滑雪男子運動員冬訓(xùn)前、后無氧能力測試結(jié)果

2.2.1 受試運動員最大功率、平均功率測試結(jié)果分析

運動員全力進行4組運動，每組最大功率多數(shù)出現(xiàn)在運動開始后3-6s，反映了磷酸原系統(tǒng)的供能功率，體現(xiàn)了最大無氧功率的水平，值越大，說明運動員的爆發(fā)力越強。經(jīng)比較，4號運動員的最大無氧做功能力最強，3號運動員的最大無氧做功能力最弱，1號、2號運動員最大無氧能力相近。冬訓(xùn)前，受試運動員的4組PP/kg平均值為9.95±0.79w/kg、9.25±0.71w/kg、8.25±0.79w/kg、7.98±1.04w/kg，經(jīng)過3個月冬訓(xùn)，4組PP/kg平均值為10.30±0.67w/kg、9.58±0.58w/kg、8.68±0.82w/kg、8.33±1.15w/kg，4名運動員的PP/kg值均有所提高。

平均功率體現(xiàn)了無氧酵解能供能水平，反映肌肉的無氧耐力，平均功率值越大，說明運動員糖酵解代謝能力強，無氧速度耐力好。經(jīng)比較，4號運動員的平均無氧做功能力最好，2號、3號運動員平均無氧做功能力最弱。冬訓(xùn)前，受試運動員的4組AP/kg平均值為8.43±0.36 w/kg、7.35±0.21 w/kg、6.65±0.21 w/kg、6.25±0.31 w/kg，經(jīng)過3個月冬訓(xùn)，4組PP/kg平均值為8.73±0.36 w/kg、7.53±0.22 w/kg、6.80±0.29 w/kg、6.40±0.29w/kg，4名運動員的AP/kg值均有所提高。

2.2.2 受試運動員4組運動的功率下降情況分析

無氧功率的下降情況，可以反映運動員在無氧做功時抗疲勞的能力。4組運動最大無氧功率的變化能夠反映間歇性爆發(fā)力的下降程度，平均功率的變化能夠反映間歇性速度耐力的下降程度。圖1為冬訓(xùn)前、后受試運動員4組運動的平均PP/kg、平均AP/kg變化圖。

4組運動中組與組之間折線的斜率越大，反映出功率的下降速率越大。由圖1可以看出，冬訓(xùn)前、后運動員的平均PP/kg下降最快的組為第3組，說明運動員在第3組運動時磷酸原系統(tǒng)的供能功率明顯下降，運動員爆發(fā)力明顯降低；對兩條折線（藍色、橙色）分別做線性回歸，回歸方程式的斜率分別為-0.69、-0.68，下降速率近乎一樣。冬訓(xùn)前、后運動員的平均AP/kg斜率最大的組為第2組，說明運動員在第2組運動時平均AP/kg下降最快，糖酵解供能能力明顯降低，速度耐力明顯下降；對兩條折線（灰色、黃色）分別做線性回歸，回歸方程式的斜率分別為-0.77、-0.72，冬訓(xùn)后的AP/kg整體下降速率有所降低，無氧耐力有一定提高。

圖1 冬訓(xùn)前、后運動員4組運動平均PP/kg、平均AP/kg變化折線圖

2.2.3 受試運動員血乳酸測試結(jié)果分析

4組極限強度間歇運動，能夠最大限度調(diào)動運 動員的糖酵解供能能力，可得到運動員最大血乳酸值（沖酸能力），測定運動后一段時間內(nèi)血乳酸的變化情況，可明確血乳酸消除速率。4名運動員冬訓(xùn)前、后極限強度間歇性運動后血乳酸測試結(jié)果見表3，血乳酸變化趨勢見圖2。

表3 冬訓(xùn)前、后運動員血乳酸（BLa）測試結(jié)果（單位：mmol/L）

圖2 運動員冬訓(xùn)前、后極限強度間歇性運動后血乳酸變化折線圖

經(jīng)過極限強度間歇運動，冬訓(xùn)前4名運動員最大血乳酸值分別達到17.2mmol/L、19.6mmol/L、15.8mmol/L、20.2mmol/L，4號運動員和2號運動員的沖酸能力最好，能達到20mmol/L左右血乳酸，糖酵解能力較強；冬訓(xùn)后4名運動員最大血乳酸值分別為18.3mmol/L、18.7mmol/L、16.7mmol/L、20.8mmol/L，1號、3號、4號運動員的最大血乳酸值有所提高，2號運動員該值略有下降。

乳酸清除率可準確反映無氧耐力運動員運動后身體恢復(fù)的程度，同時也反映出有氧代謝能力。通過圖2可以看出運動員經(jīng)過間歇運動后的血乳酸消除情況，血乳酸峰值分別出現(xiàn)在運動后0min、2min、2min、3min，9min后4名運動員的血乳酸值依然保持在10mmol/L上下，沒有得到很好的消除，考慮這與運動模式有關(guān)，間歇性極限強度運動導(dǎo)致血乳酸持續(xù)堆積，需要一定時間從細胞中彌散出來，所以血乳酸的產(chǎn)生和消除時間均較長。血乳酸出峰時間是判斷

依據(jù)運動后0min、2min、3min、5min、7min、9min7個時間節(jié)點的血乳酸值對血乳酸折線圖做線性回歸，1號運動員冬訓(xùn)前、后血乳酸變化斜率分別為-1.63、-1.65，冬訓(xùn)前后乳酸清除率基本一致；2號運動員冬訓(xùn)前、后血乳酸變化斜率分別為-0.99、-1.72，冬訓(xùn)后乳酸清除率明顯高于冬訓(xùn)前；3號運動員冬訓(xùn)前、后血乳酸變化斜率分別為-1.43、-1.31，冬訓(xùn)前乳酸清除率略高于冬訓(xùn)后，前后差別不大；4號運動員冬訓(xùn)前、后血乳酸變化斜率分別為-1.31、-1.62，冬訓(xùn)后乳酸清除率高于冬訓(xùn)前。

這些數(shù)據(jù)定量反映出運動員冬訓(xùn)前后的糖酵解供能能力變化。4號運動員最大血乳酸值和乳酸清除率有一定提高，且血乳酸出峰時間提前，說明耐乳酸能力的提升；盡管2號運動員最大血乳酸值略有下降，但乳酸清除率明顯加快；1號、3號運動員變化不明顯。

3 討論

有氧能力是越野滑雪運動員在比賽中獲得好成績的關(guān)鍵所在，發(fā)展運動員的有氧運動能力是訓(xùn)練的重點。4名受試運動員的最大攝氧量均值為63.5±5.25ml.min.kg，與我國優(yōu)秀越野滑雪運動員（69.4±6.5ml.min.kg）相比有一定差距，但AT（%VO2max）均值為68.73±3.44%，與國內(nèi)優(yōu)秀越野滑雪運動員的AT（%VOmax）（68.17±5.20%）[相比近乎一樣。最大攝氧量受遺傳因素影響較大，后天訓(xùn)練可提升空間較小，但這并非完全否定了最大攝氧量的可訓(xùn)練性，遺傳決定了發(fā)展上限，而無氧閾可通過良好的耐力訓(xùn)練得到有效提升。有文獻指出，我國優(yōu)秀越野滑雪運動員的最大攝氧量與國外優(yōu)秀越野滑雪運動員相比差別不大，但最大攝氧量利用率AT（%VOmax）較低，致使在長時間耐力運動中，肌肉乳酸堆積出現(xiàn)較早，限制了運動成績的提高。優(yōu)秀耐力運動員的最大攝氧量利用率可達80-90%，而4名受試運動員的最大攝氧量利用率僅為64%-73%，還用很大的提升空間。

周期性耐力項目運動員的競技能力很大程度上取決于有氧耐力和無氧耐力，特別是對中短距離越野滑雪項目而言，無氧耐力和有氧耐力應(yīng)協(xié)調(diào)發(fā)展。血乳酸濃度能夠反映出肌肉中無氧糖酵解供能與代謝以及乳酸的耐受情況。越野滑雪的比賽地形波浪起伏、復(fù)雜多變，賽道總體由1/3上坡、1/3平地和1/3下坡組成。有研究指出，由于地形的持續(xù)變化，運動員的比賽強度也在高強度（上坡）—次高強度（下坡或平地）之間不斷波動，類似于間歇訓(xùn)練。在查閱中外文獻的過程中，發(fā)現(xiàn)若干篇通過30s WinGate功率自行車試驗研究越野滑雪運動員無氧代謝能力的文獻，未發(fā)現(xiàn)該項目通過間歇性高強度運動測試無氧代謝能力的報道。參照教練員意見和越野滑雪運動員能量代謝特點，本研究設(shè)計了極限強度間歇運動試驗，通過刺激運動員產(chǎn)生高血乳酸值來評價運動員的耐酸能力。預(yù)試驗過程中采取了以受試者8.3%體重的負荷進行20s全力運動5次(每次間歇20s、30s、40s、50s)，以受試者8.3%體重的負荷進行15s全力運動5次(每次間歇15s、25s、35s、45s)等多種測試方案，根據(jù)對心率的控制（每組運動結(jié)束后即刻心率控制在160次/分鐘以上）和運動員的主觀反應(yīng)，最終確定了無氧能力測試方案。受試運動員均曾獲得二青會越野滑雪短距離部分比賽項目的前三名，教練員主觀認為運動員的無氧耐力應(yīng)較好，經(jīng)計算，第1組測試與第4組測試的相對最大無氧功均值相差約2.0w/kg，相對平均無氧功均值相差約2.3w/kg，前后差值較小，客觀反映出運動員的無氧耐力較好。

本研究選取了冬訓(xùn)前后為運動員階段性身體能力測試的時間節(jié)點，冬訓(xùn)期是運動員訓(xùn)練上量、上強度、提高身體能力的重要階段，以發(fā)展有氧耐力、專項速度、速度耐力和專項力量為主，日常訓(xùn)練包括技術(shù)訓(xùn)練、力量訓(xùn)練、變速滑、節(jié)奏滑、45公里越野、2小時無氧閾心率慢跑等。經(jīng)過3個月冬訓(xùn)，運動員的有氧能力、無氧能力得到了一定提高，其中4號運動員的提高程度最大，1號、2號運動員有明顯提高，3號運動員由于經(jīng)歷一次感冒發(fā)燒、一次外出考試，冬訓(xùn)期間未能得到系統(tǒng)訓(xùn)練，身體能力提升不明顯。

4 結(jié)論

4.1 冬訓(xùn)3個月，受試運動員的最大攝氧量和無氧閾攝氧量占比得到明顯提升，無氧閾攝氧量占比與國內(nèi)優(yōu)秀越野滑雪運動員相比基本一致，但最大攝氧量與國內(nèi)優(yōu)秀越野滑雪運動員相比略有差距。

4.2 冬訓(xùn)3個月，受試運動員的最大無氧功和平均無氧功均有所提升，耐乳酸能力得到一定改善，其中4號運動員的沖酸能力和血乳酸清除率提高程度最大，1號、2號運動員有明顯提高，3號運動員基本無變化。