静水皮划艇比赛成绩75年发展分析

黎涌明，陈小平，乌里·哈特曼

奥林匹克皮划艇项目包括静水皮划艇和激流皮划艇。静水皮划艇自1936年柏林奥运会首次成为奥运会正式比赛项目以来，先后包括500 m、1 000 m、10 000 m和200 m 4种距离，其中，10 000 m自1960年起被取消，200 m在2012年伦敦奥运会上将首次亮相。目前，奥运会静水皮划艇比赛包括14个小项，其中6个单人项目在2011年世锦赛上的决赛艇平均成绩分别为男子皮艇200 m 35.33 s、男子划艇200 m 40.10 s、女子皮艇200 m 40.82 s、女子皮艇500 m 108.90 s、男子皮艇1 000 m 221.40 s、男子划艇1 000 m 249.70 s。

在静水皮划艇75年的奥运历史中，500 m和1 000 m是历届奥运会的比赛距离，此两种距离项目比赛成绩的变化可以反映静水皮划艇的整体发展脉络。图1是男子单人皮艇1 000 m（MK1－1 000）和女子单人皮艇500 m（WK1－500）自1948年以来历届奥运会和世锦赛第1名比赛速度的变化趋势（相对各自历年最快速度百分比）。MK1－1 000和WK1－500在此期间的比赛平均速度分别提高32.5％和42.1％，每10年的增长速度分别达5.0％和6.5％。静水皮划艇比赛成绩的提高是众多因素共同作用的结果，本研究拟从形态学、生理学、器材、训练学和监控诊断5个方面对75年静水皮划艇比赛成绩的发展进行回顾，以探究75年静水皮划艇成绩提高的潜在因素。

1 形态学

随着大众人群形态学特征的发展，静水皮划艇运动员在过去的75年内也朝着更高、更强壮的方向发展，运动员形态学特征的发展可能是静水皮划艇成绩提高的原因之一。表1是自1976年起各国国家队皮划艇运动员部分形态学和生理学指标，从中可以获悉世界水平运动员的基本形态学特征。世界水平的男子皮艇运动员基本都拥有＞180 cm的身高和＞80 kg的体重，其中近几年进步较大的两支国家队中，西班牙国家队的平均身高和体重分别为183 cm和86 kg［13］，英国国家队200 m运动员的平均身高和体重分别为183 cm和85 kg［32］。另外，一些身高＞190 cm和体重＞85 kg的男子运动员也出现在各国国家队中。相比之下，有关男子划艇和女子皮艇运动员的形态学数据非常有限，不同国家队之间的差异性也较大。

图1 男子单人皮艇1 000 m（MK1－1 000）和女子单人皮艇500 m（WK1－500）成绩变化及器材发展示意图

尽管从表1中可以发现世界水平皮划艇运动员的基本形态学特征，但是，由于各国家队的运动水平本身就存在着较大的差异性，因此，世界水平皮划艇运动员形态学特征在过去的75年内的发展趋势却无法从表1中找到。对同一运动水平更大样本量的形态学特征进行比较才能更为客观地反映世界水平皮划艇运动员形态学的变化趋势。图2是数届奥运会静水皮划艇运动员身高和体重的变化趋势图，从中可以发现，在1964—2000年期间，奥运会皮划艇运动员身高和体重都呈现了增加的趋势，这个趋势与大众人群的形态学特征变化趋势一致。Cole等人报道，大部分欧洲国家的成年人群自19世纪开始每10年身高增长的速度为10～30 cm［10］，这意味着皮划艇项目可以招募到更高的运动员来从事这项体育运动。将表1中用皮艇测功仪和相似测试方法进行最大耗氧量测试的数据提取出来，可以得到公式1（图3）。y＝0.5798e0.0249x（1）

其中，y为最大耗氧量，x为体重，e为自然对数。由此公式可以发现，皮划艇运动员体重的增加（体脂百分比保持不变）可以带来最大耗氧量的增加。因此可以推测，过去75年内皮划艇运动员形态学的变化是引起运动员成绩提高的原因之一。

图2 数届奥运会皮划艇运动员身高和体重变化示意图注：上图为女子，下图为男子［3，11，29］。

图3 世界水平皮划艇运动员体重与最大耗氧的关系示意图注：最大耗氧量的测试方法均为皮艇测功仪上的递增负荷测试。

表1 各国国家队静水皮划艇运动员部分形态学和生理学指标一览表

续表1

2 生理学

过去75年内皮划艇运动员形态学的变化不可避免地带来了生理学的变化，而对皮划艇生理学特征认识的变化同样可能促进了皮划艇成绩的提高。对皮划艇项目较为全面的生理学研究开始于20世纪70年代，其中第一篇报道皮划艇最大耗氧量的文献见于1976年［31］，世界优秀皮划艇成年运动员在跑台递增测试测得的最大耗氧量高达5.4 l／min之高，500 m和1 000 m全力划后血乳酸分别达13.2 mmol／l和12.9 mmol／l之高。由于水上生理学测试技术的局限和皮划艇测功仪的缺失，对皮划艇生理学的认识在20世纪90年代之前非常有限。

对皮划艇生理学特征认识的另一个方面是皮划艇的能量供应特征。20世纪90年代之前，对皮划艇项目能量供应特征的认识借鉴于其他运动项目的研究。瑞典生理学家Astrand等人于1970年在其生理学著作中给出了不同持续时间的运动项目的能量供应表格，表中显示，2 min全力运动项目的有氧供能和无氧供能比例各占一半［4］，持续时间短于2 min的运动项目有氧供能比例小于50％，持续时间长于2 min的运动项目有氧供能比例才大于50％，这一结论在其最新的生理学著作中仍然未作修改［11］。与此类似，德国生理学家Heck等人在其著作中同样报道2 min是有氧与无氧供能主次划分的分界线［17］。基于这些生理学著作的理论，对于持续时间在2 min以内的皮划艇500 m项目和4 min以内的1 000 m项目，其有氧供能的比例分别推测为＜50％和＜70％。直至1997年，Byrnes等人对美国国家皮划艇队进行了测功仪120 s和240 s的全力测试，发现120 s和240 s全力划的有氧供能分别占了＞60％和＞80％之多［9］。这一直接测试结果证明，20世纪90年代之前基于生理学著作对皮划艇供能特征的认识低估了有氧供能的比例。究其原因，是因为Astrand等人在实验过程中设定了一个过高的做功效率（22％）［14］，而皮划艇运动的做功效率只有13％～17％［8］。对有氧供能的低估势必造成训练过程中对有氧训练的忽视。尽管对皮划艇项目能量代谢的正确认识直到20世纪90年代末才见于文献，但是在运动训练实践过程中，许多皮划艇传统强国在此之前就已经发现有氧训练对于皮划艇能力的重要性，并针对性地制定了发展有氧能力的训练内容。因此可以推测，对皮划艇有氧供能的正确认识促使了对皮划艇有氧能力的重视，这也可能是在过去75年内皮划艇成绩提高的原因之一。

3 器材

器材的改进在过去75年内给皮划艇比赛成绩带来了革命性的变化。图1下侧显示的是在过去75年内皮划艇在船型、桨型和船材料三方面的变化。自1990年起，碳纤材料的艇在国际比赛中被广泛采用，在此之前的皮划艇为木质艇，皮划艇制作材料对运动成绩的影响未见于相关报道。相比之下，20世纪80年代中叶瑞典人对皮艇桨型的改进被报道带来了皮艇比赛成绩的一次新的飞跃［20］。新的翼型桨取代传统的平桨，并被报道可以增加水流涡旋的面积以及更好地利用桨叶在水中产生的升力，并由此将桨叶的效率提高了72％～88％［20］。这种桨叶形状的改进至少可以部分解释80年代末到90年代初世界皮划艇比赛成绩的提高。

相比于船材料和桨型的变化，皮划艇形状的改变更为频繁，并由此带来的成绩的提高也更为显著。在1952年赫尔辛基奥运会上，V型皮划艇首次使用，在此之前运动员所使用的皮划艇为梭型。1960年奥运会上，钻石型皮划艇首次采用，并于1972年被三角型皮划艇所替代。鹰型皮划艇自1988年被采用后，皮划艇在艇型方面就未出现新的变化［28］。皮划艇艇型对运动成绩的影响可以从一些运动员的个案中得到证实。瑞典运动员Gert Fredriksson使用V型艇在1952年奥运会上将成绩提高了25.3 s，8年后他使用钻石型艇在1956年成绩的基础上再次提高16.9 s。与此相反，丹麦运动员Erik Hansen使用钻石型艇自1960—1972年连续参加了4届奥运会，最后一次成绩相比第一次提高幅度不到1 s［28］。

皮划艇器材方面的其他变化包括艇宽和座位变化［24］。2000年国际划联取消了对艇宽的限制，由于艇宽与艇的迎水面积有关，因此，为了减少艇在水中所受的阻力，一些更窄的艇在2000年后被陆续生产出来，这同时也对运动员的平衡能力有了更高的要求。皮艇的旋转座位在2004年雅典奥运会后被国际划联再次批准。据报道，旋转座位可以增加测功仪上运动员的蹬腿力和功率以及膝关节的活动幅度［25］。但是，由于水上划时旋转座位增加了对运动员平衡的要求，旋转座位在水上应用的效果仍存在争议。

图4是对新、旧几种器材的一个比较，从中可以发现艇材料的变化（见皮艇和划艇对比）、皮艇桨型的变化（见皮艇对比）、艇型变化（见皮艇和划艇对比）、艇宽变化（见皮艇和划艇对比）以及皮艇座位变化（见座位）。因此，皮划艇器材的改变可以被认为是75年间皮划艇成绩提高的主要原因之一。

图4 不同时代的皮划艇器材示意图注：图片来自互联网。

4 训练学

训练学方面的变化在75年皮划艇发展历史中的作用尽管没有研究文献给予论证，但是仍能从中得到一些启示。皮划艇的训练量在过去40年内的变化可以从多篇文献的报道中进行推测。作为世界皮划艇历史上的传奇人物，德国女子运动员Birgit Fischer在20世纪70年代末的年总训练量高达1 300 h之多，其中专项年训练量就达600～800 h之多。作为同时代的德国籍奥运会划艇冠军，Olaf Heukrot的年总训练量和年专项训练量也与Fischer类似［23］。进入21世纪，当Birgit Fischer再次复出备战2004年雅典奥运会时，其年训练总量却只有359 h（其中专项训练量为228 h）［12］。在前德国皮划艇国家队教练Josef Capousek的执教下，中国皮划艇队在2005—2006年度的总训练量为710 h（其中专项训练量为405 h）［21］（图5）。

在其他几篇有关皮划艇训练量的报道中，Issurin在其著作中提及皮划艇年总训练量由20世纪80年代的1 100 h降到90年代的900 h［19］。在胡松楠翻译的报道中，芬兰划艇运动员在20世纪80年代的年训练公里数达6 000 km［1］。Garcia－Pallares等人报道西班牙国家队在备战2008年北京奥运期间年划行公里数为4 415 km，另外力量训练109.6 h［13］。尽管各篇报道中对负荷量的统计可能存在方法学上的差异，但是可以推测皮划艇运动员在过去的40年内运动量越来越少，并可以得出图6所示趋势，即世界皮划艇运动员的年总训练量由20世纪70年代的1 300 h逐渐减至21世纪的700 h。此趋势的原因，一方面，是前社会主义国家体育政治化使得运动员可以不用工作，全天进行训练，并且，可能在药物的支撑下可以承受更高的负荷量刺激；另一方面，随着训练科学的不断进步，训练质量不断得到提高，运动员在更少的训练量下同样可以保持甚至提高运动能力。当然，训练量的变化只是训练学方面的一个宏观反映，在皮划艇75年的发展历史中，训练结构肯定也发生了有利于运动员能力发展的变化（如有氧训练比例的增加）。

图5 不同年代皮划艇运动员训练量变化示意图（灰色柱子为年总训练量，白色柱子为年专项训练量）

5 监控诊断

对皮划艇项目的监控诊断尽管不如其他项目（如赛艇）开展得及时和广泛，但毋庸置疑的是，在过去75年的发展过程中，生理学和生物力学方面的监控诊断在提高皮划艇训练质量的过程中发挥了不可忽视的作用。有效和准确的监控诊断方法和手段在经历了一段相当长的发展过程后逐渐趋于成熟。一些监控诊断方法和手段在皮划艇项目中的应用要落后于这些方法手段的诞生。第一台自行车测功仪早在1896年就在巴黎诞生，道格拉斯袋耗氧量测试法在1911年就被发明，第一台便携式气体代谢仪器在20世纪40年代初期就被两名德国科学家发明［18］。相比之下，皮划艇项目的第一台测功仪直到1973年才被Pyke等人由Monark功率自行车改造而成［26］，道格拉斯袋1976年才用于皮划艇的水上气体代谢测试［31］，第一台现代气阻式皮划艇测功仪1988年才诞生［22］，便携式耗氧量测试仪1992年才用于皮划艇水上测试［15］（图7）。监控诊断方法和手段的发展促进了皮划艇监控诊断由结果控制向过程控制的转移，这种转移是训练科学化的重要标志。

图6 世界皮划艇运动员年总训练量变化趋势示意图

图7 皮划艇测功仪和水上气体代谢测试方法示意图

皮划艇监控诊断由结果控制向过程控制转移的另一方面是生物力学在皮划艇项目中的应用。皮划艇项目系统的生物力学监控诊断始于20世纪70年代的前苏联和前东德［29］。两德合并和前苏联解体后，德国以Jurgen Spring为代表的皮划艇生物力学专家继续延续着在这一领域的研究［23］，其他西方国家也陆续开始了皮划艇生物力学的监控诊断，其中包括英国［30］、澳大利亚［6］、新西兰［20］、意大利［28］、葡萄牙［16］、中国［2］等。这些国家分别对皮划艇水上和测功仪的桨力以及运动学指标进行测试，这些生物力学的监控诊断进一步促进了对皮划艇项目特征的认识。因此，生理学和生物力学方面对皮划艇监控诊断的发展也可能是皮划艇75年来比赛成绩出现提高的原因之一。

6 总结

静水皮划艇75年期间比赛成绩的提高是多方面因素综合发展的结果，更高、更强壮的运动员的招募带来了皮划艇运动员生理能力的增加，对专项供能特点认识的深入促进了对有氧能力的重视，器材的不断发展使得运动员专项运动的效率不断提高，训练量的减少和训练结构的优化提高了运动员能力适应的有效性，生理学和生物力学监控诊断的进步增进了对专项特征的了解和训练科学化的程度。当然，其他方面的原因在这75年的发展过程中也起到了一定的作用，如二战结束后各国国家队的成立使得皮划艇运动员的训练更加系统等。这多方面因素的共同作用才演义了静水皮划艇75年成绩不断提高的历史。

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