2010年冬奥会前国家短道速滑队女子运动员无氧运动能力检测及特征的辩证分析

刘俊一，徐 莹，陶玉晶，张 强

1 前言

国家女子短道速度队在连续三届冬奥会上获得了女子500 m的金牌，在2010年温哥华冬奥会上，整个女子短道速滑队表现出非常突出的竞技状态。短道速度滑冰运动的特点之一是在高速滑行中不断的进行超越和摆脱加速，因此，运动员的无氧运动能力是决定比赛胜负的重要因素之一[1]。本研究以国家女子短道速滑队备战冬奥会前主力运动员无氧运动能力的基本状态为依据，从无氧运动能力的理论和实践两个层面针对国家女子短道速滑队主力运动员在备战冬奥会前无氧运动能力的状态、特点及规律进行分析和讨论，揭示优秀短道速滑运动员备战大赛前3种无氧运动能力之间的关联特征，将对未来我国短道速滑项目备战世界大赛提供理论参考。

2 研究对象与方法

2.1 研究对象

国家女子短道速滑队7名备战2010年冬奥会主力运动员，平均年龄22.9岁，平均身高162.3 cm，平均体重54.5 kg，平均最快单圈9.3 s。

2.2 研究方法

根据国家队备战2010年冬奥会的全年训练计划，分别于2009年5月和9月对国家短道速滑队女子主力运动员进行了通过功率自行车进行无氧运动能力的测试。

2.2.1 短时间无氧运动能力测试（Short-term anaorobic test）

采用Quebec 10s踏车测试法，以Monark 829E为实验工具，以受试者的体重确定初始负荷，要求受试者全力踩车10 s，当受试者在开始2～3 s内快速调整负荷，保证踩踏速度要维持在80 rpm，第一次测试后休息10 min再进行第二次测试，求出最高无氧动力值。

2.2.2 中间时间无氧运动能力测试（Intermediate-term anaerobic test）

采用Wingate 30 s踏车测试法，要求受试者充分做好准备活动，首先要求受试者以最小负荷进行动态踏车4～5 min，然后进行加速运动15 s，其中前10 s的负荷阻力是正式Wingate测试阻力的1/3，其踏板转速为20～50 rpm，后5 s逐渐增加阻力到真正的Wingate阻力（force），然后正式测验开始，即要求受试者尽全力快速踏车，持续计时30 s，计算踏车的圈数，最后恢复性运动2～3 min，此期间负荷逐渐减轻，踏板转速在50 rpm。分别在正式测试结束后1、3、5、7、9 min采耳血，测试被试运动后血乳酸峰值。

2.2.3 120 s最大测验（120 sec maximal test）

120 s最大测验（Katch，1974）以 Monark829E踏车及电子计数器为实验工具，目的在于测量非乳酸及乳酸能力。测试开始，受试者即尽全力快速踩车，在1.5 s内调整阻力至规定负荷（女33 N），持续时间120 s。

3 关于原发性、保持性和持续性无氧运动能力的界定

无氧运动能力是人体在竞技运动中主要的运动能力表现之一，Sargent在1921年首次提出了无氧功率的概念，无氧功率通常是指在最短时间内，在无氧条件下，发挥出最大力量和速度的能力（杨锡让，1997）。林正常（1993）指出，无氧运动能力是身体通过无氧代谢路径从事运动的能力。无氧运动能力的供能系统主要是ATP、ATP-CP和无氧糖酵解系统，不同供能系统为不同运动时间提供能量，不同时间的无氧运动能力又表现出不同的特点和训练实践意义。本文根据目前关于无氧运动能力的3种不同的测试方法，将无氧运动能力依据不同的供能系统以及不同时间段范围内无氧运动能力的表现特点和规律，将目前统称的无氧运动能力划分为3个不同时间段内的无氧运动能力：Sho rt-term anaerobic test测试的短时无氧运动能力、Intermediate-term anaerobic test测试的中时间无氧运动能力和120 sec maximal test测试的长时间无氧运动能力，笔者依据3个时间段内无氧运动能力在运动训练实践中表现出来的规律和意义分别定义为原发性无氧运动能力、保持性无氧运动能力和持续性无氧运动能力。

4 结果

4.1 受试者基本身体情况测量结果

表1 国家女队主力运动员基本身体情况测试一览表

4.2 原发性无氧运动能力测试结果

表2 国家女队主力运动员原发性无氧运动能力测试结果一览表

最高无氧动力（N·m·s-1·kg-1；W/kg）=（最大圈数×6 m×负荷阻力）/体重[2]

4.3 保持性无氧运动能力测试结果

表3 国家女队主力运动员保持性无氧运动能力测试结果一览表

无氧能力（total wo rk）（J/kg）=（N×30 s内总圈数×6 m）/体重[2]

4.4 持续性无氧运动能力测试结果

乳酸性无氧能力（N·m；J）=33 N×6 m×120 s内总圈数

非乳酸无氧能力（N·m；J）=33 N×6 m前6 s内总圈数

表4 国家女队主力运动员持续性无氧运动能力测试结果一览表

5 讨论

5.1 短道速度滑冰运动员无氧运动能力的生物学释义

短道速度滑冰运动项目的特点是需要在高速的滑行过程中不断完成加速、超越、摆脱等技术动作，因此，需要运动员机体不断的提供完成各种运动技术动作的能量供应。短道速滑运动员高速滑行时需要机体进行各种有氧和无氧运动，那么，在完成加速、超越、摆脱等技术动作时就需要良好的无氧运动能力。人体的无氧运动能力（Anaerobic exercise capacity）是指人体肌肉在无氧功能代谢状态下的身体工作能力，通常以最大无氧代谢状态下的身体工作能力表示[2]。在运动过程中提供运动员机体能量的代谢系统，会随着运动强度和时间的改变，而有所不同，可能包含有氧和无氧能量代谢系统，区分有氧与无氧能量代谢系统的依据，主要是以能量代谢时，需要使用的氧气的多少来区分[3]。短时间高强度的运动，其能量主要是无氧代谢所提供，从事高强度的无氧运动时，最初的2～3 s内的能量来源，是由肌细胞内的ATP直接提供，而ATP-CP系统所提供无氧运动的能量，最多只能维持运动约10～12 s左右，如果运动时间再加长，其能量将转由无氧酵解能量代谢系统所提供；如果持续时间超过2 min以上，提供运动所需的能量，将依赖有氧代谢系统所提供[7]。

表5 不同能量代谢特征一览表

短道速滑运动中的起跑、加速、超越、摆脱、冲刺的运动技术都需要机体不同的能量供应，而这些能量供应一般都是在0～120 s之内，因此，需要运动员有良好的无氧运动能力。短道速滑的起跑属于高强度的无氧运动，能量来源主要为ATP系统，肌细胞内的ATP立即分解而产生ADP和Pi，以提供运动肌所需的能量。起跑后的加速滑行的功能系统主要是ATP-CP，时间在10～12 s之间，能量供应主要是在肌细胞内的ATP含量下降很快，CP（磷酸肌酸）在酶（CK）的催化下，快速与ADP反应再合成ATP，以快速提供运动肌直接的能量；加速后的高速滑行时间在30～120 s之间，能量来源受到机体内CP储存量的限制，无氧酵解系统成为机体的主要功能系统，其使用葡萄糖和肝糖元作为能量来源[8]。因此，根据短道速滑项目专项运动的运动学特征，依据无氧运动能力的生物学基础，本研究将通过三种不同测试方法所得到的无氧能力分别命名为：原发性无氧能力、保持性无氧能力和持续性无氧能力。3种无氧运动能力各有其生物学和运动学特征，3种无氧能力同时提供着运动员在高速滑行中完成各种技术动作的基础能量保障，三者之间有着相互促进、相互制约的关联，其是衡量优秀短道速滑运动员无氧能力的标准。

5.2 国家女子短道速滑队备战冬奥会主力运动员无氧能力基本状况分析

5.2.1 国家女子短道运动员原发性无氧能力分析

原发性无氧能力主要是ATP系统供能，其在某种意义上等同于运动员的爆发能力，以往的研究资料表明，原发性无氧能力与运动员的遗传因素相关性最大。表2表明，短道速滑队主力运动员原发性无氧能力的基本情况，我国女队在备战奥运会之前的10 s输出功的平均值为110.86 J/kg，最高无氧动力的全队平均值为11.98 W/ kg，其中原发性无氧能力最突出的是WM，10 s输出功值达到125 J/kg，最高无氧动力值达到13.5 W/kg，基本接近男子的平均水平，ZY的原发性无氧能力水平是全队中比较差的，但是也接近韩国女队的平均水平。与韩国女队10 s输出功的平均值为105.51 J/kg，最高无氧动力的全队平均值为10.5W/kg相比，我国女队的原发性无氧能力水平非常突出，同时说明我国运动队员在爆发力身体素质方面相对于韩国女队是一直保持着传统优势的，这在奥运会上运动员起跑技术上也得到了证实。

动力续航指数反映的最后1 s输出动力与最高输出动力的比例，其生物学意义上反映的是运动员机体ATP系统供能的下降率[6]，运动训练学上一般用动力续航指数体现运动员的爆发耐力，即爆发力持续的时间，在短道速滑运动上反映运动员起跑时效性，以及反映运动员单圈速度的能力。我国女队的动力续航指数都在80％以上，表明我国女运动员的爆发耐力比较强，同时也说明我国女运动员在单圈滑行能力是非常强的。

5.2.2 国家女子短道运动员保持性无氧能力的分析

保持性无氧能力是指机体全力运动保持约30 s，主要是体现运动员机体内ATP、ATP-CP系统和无氧酵解供能系统的能力，其能量来源包括非乳酸性无氧动力和乳酸性无氧动力，在短道速滑专项运动中主要体现在500 m滑行的运动能力上。表3说明，国家女子短道速滑队主力队员保持性无氧能力的基本水平，其中，全队无氧能力的平均值为240 J/kg，全队平均最高无氧动力为10.12 W/kg，全队运动后血乳酸峰值平均值为11.44 mmol/L；韩国女队无氧能力的平均值为 233 J/kg，最高无氧动力为 10.06 W/kg，运动后血乳酸峰值为9.56 mmol/L。从全队的平均值比较分析，我国女队在30 s测试中无氧能力和最高无氧动力都显著性超越韩国女队，说明我国女队在保持性无氧能力上要显著性强于韩国女队。这与我国女队在冬奥会上500 m比赛中的成绩和表现的结果是相一致的。

通过测试，从运动员的个体情况分析，30 s内无氧能力和无氧功峰值最强的是WM，充分说明WM在500 m项目中的绝对优势，全队中无氧功率峰值有三人超过10.5以上，显示了较强的速度力量和爆发力，特别是年轻队员ZY和ZNN都达到了10.2以上，也说明具有了一定的无氧运动能力，其他运动员中MXX和LQH的保持性无氧能力一般，与韩国女队的平均水平相比还具有一定的差距。

运动后血乳酸峰值可以表示运动员机体极限运动后血乳酸积累的多少，同时，可以反映运动员最大氧代谢的利用率，运动后血乳酸积累越少，表明其有氧代谢的时间越晚，最大有氧代谢利用率越高，表明其30 s内的有氧能力越强[4]。周洋和LQH的运动后血乳酸的峰值都在10以下，表明其30 s内的有氧代谢能力突出，特别是年轻队员ZY在本次测试中表现出比较强的保持性无氧能力和十分突出的有氧能力，这正是短道速滑运动员最需要具备的。

疲劳指数（Fatigue Index，FI）是代表疲劳程度的指数，又可以称作动力递减率，可以作为衡量运动员保持最高无氧功率的能力，即运动员无氧能力的保持率[10]。疲劳指数越小，表明运动员保持其自身高速滑行的能力越强，测试中表明，ZY的疲劳指数最小，其次是LQH和WM，说明这些运动员在比赛中保持速度的能力最强，疲劳指数对于短道速滑项目的比赛赛制具有重要的意义，短道速滑比赛要求运动员在不同的赛次都能够保持高速滑行，因此，需要运动员能够具有反复高速滑行的能力。

5.2.3 国家女子短道运动员持续性无氧能力的分析

持续性无氧运动能力是指运动员机体全力运动时间持续在120s左右，主要是运动员机体的乳酸性无氧运动能力，主要供能是糖酵解供能系统，其中有氧代谢和无氧代谢约各占50％，因此，持续性无氧能力又可以称为无氧耐力。表4表明，全队120 s总输出功的平均值为54 783 J，韩国女队120 s总输出功的平均值为56 100 J，反映我国女队和韩国女队在持续性无氧运动能力上还是有很大的差距的，120 s持续性无氧运动能力在短道速滑中主要体现在1 000 m以上的比赛项目中，表明韩国女队在持续性无氧能力上、在1 000 m以上的竞赛项目上相对我国女队还是具有整体性优势的。从运动员的个体分析，全队中只有ZY一人120 s总输出功超过了56 000 J，WM和LQH接近了56 000 J，说明这3名运动员的持续性无氧能力较强，基本可以达到韩国女队的平均水平，其他运动员的持续性无氧运动能力比较差，特别是相对于韩国女队还具有很大的差距。

5.3 国家短道速滑队运动员无氧运动能力的特点与规律分析

短道速度滑冰项目特点决定运动员需要良好的无氧运动能力，本研究将短道速度滑冰专项无氧运动能力根据运动学和生物学特征的不同分为原发性无氧能力、保持性无氧能力和持续性无氧能力。短道速滑竞赛具有项目多、高强度、淘汰性、多变性等竞技特点，竞赛特点集中反映了运动项目的特征，是运动训练追求的目标，是运动员机体能力适应的目标，短道速滑运动员在竞赛和训练中，需要三种不同的无氧运动能力和三个不同功能系统同时工作，只是根据竞赛项目的不同而出现不同的比例[9]，因而，在训练中不能将任何一种无氧运动能力和供能系统作为训练的惟一标准，而应该根据不同项目的需求（原发性、保持性和持续性无氧能力的比例）、训练的阶段（准备期、比赛期和恢复期）和运动员的个体情况（速度型和耐力型、白肌型和红肌型），分别运用不同的训练量和训练强度发展不同的无氧运动子能力。例如，在本次测试中，我们发现，我国女队在原发性无氧能力和保持性无氧能力均比韩国女队强，因此，我们可以在500 m项目上保持我们的优势，但是，在持续性无氧能力上要远远落后于韩国女队，因此，我国女队在1 000 m以上的项目上一直处于弱势地位，目前女队中还只有ZY和WM的持续性无氧能力能够接近韩国女队的平均水平，虽然在2010年冬奥会上 ZY在1 500 m项目上取得突破，女队在3 000 m接力上取得突破，但是，并不能说明我们在这些项目上已经具备了与韩国女队整体对抗的实力[5]，我们需要WM和ZY这样三种无氧能力均衡，其中一种无氧能力突出的运动员，避免一种无氧能力突出，其他无氧能力较差的运动员。

另外，短道速滑运动员无氧运动能力之间具有专项特征的动态关系，要认识到在训练过程中横向和纵向上可以分为不同的训练强度级别，三种无氧运动能力的发展应该在该强度级别的区间内，在这些区间内还存在各自发展不同无氧运动能力的强度点。因此，在训练运动员无氧运动能力时，既要重视每个强度区间内不同强度点的训练，在训练结构上既突出原发性无氧能力、保持性无氧能力和持续性无氧能力等不同强度分级中“质”的结点，又注意各强度级别内“量”的分布。因此，在短道速滑无氧运动能力训练中，一方面，要在整体负荷上把握三种无氧运动能力训练的比例，大多数训练应该以持续性无氧运动能力为主；另一方面，不能机械地只以比赛平均速度或平稳速度、以及一般无氧强度点为训练负荷的依据，而应该运用多种训练方法以及不同的滑跑速度和强度点分级进行训练。

无氧运动能力的训练是一个受多因素制约的复杂运动学体系，目前，还有许多相关的基础问题尚未有科学的结论，许多已有的研究也局限在动物实验的水平。因此，我们应该加强对无氧运动能力训练的研究工作，从多角度和多层面探讨和研究无氧运动能力的问题。

6 小结

1.根据短道速度滑冰运动项目的运动学和生物学特征，本研究将其无氧运动能力分为原发性无氧运动能力、保持性无氧运动能力和持续性无氧运动能力，这样更有利于我们在以后的训练中区分与控制。

2.根据本研究调查范围和结果表明，我国女子短道速滑队备战2010年冬奥会主力运动员的原发性和保持性无氧运动能力优于韩国女队；持续性无氧运动能力还与韩国女队具有较大差距。

3.针对本文的研究对象，三种无氧运动能力各具不同的生物学特点和运动学规律，三者之间具有专项特征的动态关联。建议未来我国短道女队的无氧能力训练应该以持续性无氧运动能力为主，运用多种训练方法以及不同的滑跑速度和强度点分级进行针对性的训练。

4.以往对无氧运动能力都是作为一个整体的运动能力进行研究，本文依据无氧运动能力的供能特征、测试特征、运动时间特征和运动实践意义等因素将无氧运动能力区分为原发性无氧运动能力、保持性无氧运动能力和持续性无氧运动能力，但是在实验证实和实践应用等方面还有很多不足之处，需要进行更深入的后续研究。

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