世界优秀空手道运动员专项体能特征研究

张 楠，刘卫军

(1.沧州师范学院体育学院，河北 沧州 061000；2.北京体育大学，北京 100084)

2016年8月4日，空手道借助东京奥运会东道主的优势与国际奥委会改革的机遇，经国际奥委会全票通过成为2020年东京奥运会的正式比赛项目，设型(套路)和组手(对抗)共计8小项。2017年，国家体育总局将空手道项目列入全运会正式比赛项目，并于2019年3月新增了空手道项目的《运动技术等级标准》[1]。至此，空手道项目在我国进入了一个崭新的发展时期。但是，由于我国在空手道项目上训练与科研工作起步较晚，与日本、法国、意大利等世界高水平国家相比，仍然存在一定的差距[2]。因此，本文以《运动训练学》[3]为理论基础，分别从身体形态、生理机能及运动素质三个方面对国内外前沿研究成果进行梳理和总结，探究世界优秀空手道运动员专项体能特征，为我国空手道运动员更好地备战2020年东京奥运会提供一定的理论参考。

1 文献的检索

以“空手道”和“体能”为关键词在中国知网数据库进行检索。以“Karate”OR“Kumite”、“Karate”AND“Performance”、“Karate”AND“Anthropometric”、“Karate”AND“Body Composition”、“Karate”AND“Aerobic”、“Karate”AND“Anaerobic”、“Karate”AND“Muscular Power”等为关键词在Web of Science、SPORTDisus、Google Scholar等数据库进行检索，查阅国外有关空手道运动员身体形态、生理机能及运动素质方面的相关研究，为本研究奠定理论基础。

2 身体形态特征

2.1 身高、体重和BMI

由于空手道是按照体重划分级别进行参赛的项目，身高及体重变化范围较大。研究结果显示，世界级男子空手道运动员平均身高、体重和BMI指数分别在167～184 cm、63～94 kg和22.3～28.8 kg/m2之间，世界级女子空手道运动员平均身高、体重和BMI指数在159～177 cm、53～69 kg以及19.1～21.4 kg/m2之间，且随着体重级别的增加，身高、BMI指数呈现增长的趋势[4-9]。有研究表明，相比型，组手运动员身高随着体重级别的增加更为明显[10-11]。研究者认为，较高的身材可以为组手运动员在比赛中获得更多的距离优势，而对于型来讲，保持较小的体型有利于拥有更高的协调性和相对力量来完成整套的动作演练[12]。虽然，从竞赛规则角度分析，较高的身材可以获得更有利的击打距离。但是，目前并无任何研究结果显示，身高、体重和BMI与运动成绩之间存在一定的相关性。因此，还不能简单地将身高、体重和BMI指数作为挑选和评价空手道运动员的形态学指标。

2.2 身体成分

身体成分一直被认为是影响格斗对抗类运动员运动表现的重要因素，它与运动员无氧和有氧代谢能力、爆发力、肌肉力量等素质密切相关[13]。通过对世界高水平空手道运动员身体成分研究，结果表明，运动员身体体脂含量差异较大，最低为7.5 %[14]，最高为16.8 %[15]，体脂含量随着体重的增加体脂含量呈现增大的趋势[6]。大量研究表明[14-18]，世界优秀空手道运动员体脂百分比均低于业余选手、大学生及未取得过优异成绩的空手道选手(表1)。另外，世界优秀空手道运动员在下肢瘦体重上明显高于低级别选手[14,17]，造成这种现象的原因可能是世界级空手道运动员有进行专门的下肢力量训练。研究者认为，较大的下肢瘦体重可以为空手道运动员在水平方向提供更大的加速度，更有利于完成快速、多变的技术动作。由此，我们可以看出，体脂和瘦体重是决定空手道运动员竞技水平的关键因素。

2.3 体型

国外学者普遍采用Heath-Carter法对空手道运动体型进行分类[19]。Giampietro等指出，世界优秀与一般空手道运动员在体型特征上较为接近，都属于中胚型体型，但世界优秀空手道运动员更倾向于外-中胚型[17]。Katic等研究表明，优秀空手道运动员体型更多的是纵向长度的发展，在体型上属于外-中胚型[20]。另外，Fritzschey等通过对德国优秀空手道运动员体型进行调查发现，随着世界排名的上升，运动员体型更偏向于外胚型[21]。众多研究认为，由于空手道竞技规则的特殊性，身材高大、四肢修长的体型，可以获得首先接触对手的距离优势[17,20-22]。因此，世界优秀空手道运动员的体型更倾向于外-中胚型。世界优秀空手道运动员的体型与体重级别之间也存在一定联系，Arazi等研究结果表明，随着体重级别的增加，世界优秀空手道运动员的体型由外-中胚型逐渐变为内-中胚型[6]。另外，性别不同也会导致体型呈现较大的差异。世界女子优秀空手道运动员体型多为内-中胚型[8,11,23]，而男子体型则呈现出不同类型[6,8,9,15,17,23](图1)，这种分歧很可能与早期选材有密切关系。

3 生理机能特征

3.1 有氧代谢能力

有氧代谢能力是影响空手道运动员竞技水平的重要因素之一，众多研究者将VO2MAX作为评定运动员有氧代谢能力的典型指标[4,6,14,18,24-34]。对于VO2MAX的评定，学者主要采用跑台逐级负荷递增实验[4,14,18,24,27-31]、功率自行车测试[25,32]、1英里跑[6]以及专项动作测试手段[26,33-34]。

由表2可见，世界优秀空手道运动员VO2MAX的水平在42.4±1.0[24]～65.9±6.6[31]ml/kg/min之间，而初学者、业余选手和大学生选手VO2MAX的水平在36.8±5.3[25]～57.2±4.9[18]ml/kg/min之间，明显低于世界优秀空手道运动员VO2MAX水平，说明世界优秀空手道运动员具有较强的有氧代谢能力。由于采用的实验手段不同，不同研究者VO2MAX测试结果存在较大差异性。其中，Ravier等[35]对法国国家队男子空手道运动员的测试结果为58.7±3.1 ml/kg/min，而Guüler等[26]对突尼斯空手道国家队运动员的测试结果仅有41.69±4.82 ml/kg/min。造成这种数据上的差异除了受试对象不同以外，VO2MAX的测试手段、测试步骤、受试对象训练频率和强度都会影响该项指标的测试结果。有研究表明，采用功率自行车对最大摄氧量进行测试比采用跑台测试得到的结果低8 %～10 %[36]。另外，还有研究表明，无论是男子或女子，世界优秀型与组手运动员的VO2MAX水平均无明显差异[24,37]。

注：*表示有显著性差异(P<0.05)

图1 世界优秀男子空手道运动员体型类型示意图(基于Heath-Carter体型分类法)

表2 世界优秀空手道运动员VO2MAX一览表

比赛节奏往往决定项目能量代谢特点。有研究统计数据表明[38]，2012年世界空手道锦标赛中，对抗时间与间歇时间(暂停)比例约为1∶1.5，在非间歇时间中，高强度与低强度运动时间比例约为1∶8。该项研究报告表明，空手道(组手)比赛是一项间歇性运动，间歇与低强度运动占有较大的时间比例。因此，研究者认为，在空手道比赛中有氧代谢供能占有主要比例。Loturco等以两届空手道世锦赛冠军为案例分析，通过分析受试者在模拟比赛中呼出气体成分估算各能量系统的供应比例[7]。研究结果显示，有氧氧化、磷酸原与糖酵解供能分别占整个供能系统的61 %、31 %和8 %(表3)。在Beneke等的研究报告中，有氧氧化供能比例甚至高达77.8±5.8 %[39]。田文等采用同样的实验手段对中国优秀空手道运动员进行测试发现，女子运动员有氧供能比例为64.9 %，男子运动员为75.2 %[40]。另外，Doria等研究表明，由于型比赛在比赛时间和竞赛规则上与组手比赛不同，导致在肌纤维募集和技术动作用力方式不同，使得型比赛过程中无氧代谢供能比例增加[24]。尽管如此，有氧氧化供能(约占50 %～74 %)仍然是型比赛的主要能量来源。因此，无论型与组手比赛，有氧氧化供能都占据重要比例。

表3 三种能量代谢系统供能比例表

3.2 无氧代谢能力

有研究表明，在空手道比赛中，双方运动员非间歇与间歇(暂停)时间的比例约为2∶1，每场比赛的高强度攻防次数约为16.3次，每次持续时间约为1～3秒[39]。另外，Iide等研究结果表明，在3分钟的比赛中，单次最短攻防时间仅有0.3秒，最长也只有1.8秒，整场比赛的攻防时间合计约为19.4秒[41]。这些研究结果说明了空手道组手比赛是一项高强度间歇性运动，短暂高强度与低强度间歇运动交替进行，而这种短促高强度运动很大程度上是以无氧代谢供能为基础的。因此，无氧代谢供能，尤其是无氧磷酸原供能水平的高低被认为是决定空手道运动员竞技水平的重要因素之一[25,39]。目前，30秒Wingate测试是当前用来评价运动员无氧代谢能力的常用实验室手段。部分世界优秀空手道运动员无氧功率测试结果如表4所示。

Ravier等通过将法国的世界级与国家级空手道运动员的最大无氧功率比较发现，世界级空手道运动员的最大无氧功率明显高于国家级空手道运动员[35]。王亚男等采用同样的实验手段，研究结果表明：中国世界优秀空手道运动员最大无氧功率明显高于国内优秀空手道运动员[42]。但是，无论是男子还是女子，世界优秀型与组手运动员在最大无氧功率测试结果上并无明显差异[24]。因此，从以上研究结果可以得出，最大无氧功率是决定世界优秀空手道运动员竞技水平的关键因素。

表4 世界优秀空手道运动员无氧功率一览表

注：PP=Peak Power；MP=Mean Power；Nr=Not Reported

4 运动素质特征

4.1 爆发力

爆发力是指张力已经开始增加的肌肉以最快速度克服阻力的能力，是完成一定动作时功率输出的能力[43]。大量研究认为，出色的爆发力和肌肉收缩速度是成为优秀空手道运动员的关键素质[44-51]。Ravier等研究结果表明，世界级空手道运动员在下肢爆发力测试结果上明显高于国家级空手道运动员，说明爆发力是影响空手道运动员竞技水平的重要因素[35]。Roschel等在该研究成果基础上，对空手道运动员爆发力特征做了进一步探究[52]。他的研究结果指出，虽然胜方与负方在1RM卧推和1RM深蹲测试结果上无显著性差异，但在不同负荷条件下的输出功率却有明显不同(图2)。在高负荷(≥60 %1RM)条件下，胜方与负方输出功率无明显差异，而在低负荷(≤30 %1RM)条件下，胜方的输出功率明显高于负方。这说明最大力量并不是决定空手道运动员竞技水平的直接因素，低负荷条件下的输出功率能力才是决定空手道运动员竞技能力的关键因素。

图2 不同负荷条件下最大输出功率

多项研究结果表明，型与组手运动员在垂直纵跳能力上无明显差异[24,48]。但是，在Faraji和Koropanovski等研究中指出，组手运动员在水平方向具有更出色的启动和加速能力[37，48]。由于型与组手运动在竞赛规则、表现形式和技术动作上存在明显的不同，导致型与组手运动员所需要的专项能力各不相同。组手运动员进攻或防守动作更多地是强调身体在水平方向的快速启动和加速，而不是垂直方向。型则是以固定的节奏和运动模式将整套的技术动作进行展示，两者对运动素质的要求不同。因此，在安排型和组手运动员训练时，型应该侧重动作的稳定性、流畅性和衔接性，组手则应该注重在水平方向的启动、加速和制动能力的训练。

4.2 最大力量

最大力量是指肌肉通过最大随意收缩克服阻力时所表现出的最高力值。1RM指人体仅可以完成1次的重量，是目前用来衡量最大力量的常用指标[43]。有关空手道运动员最大力量方面的研究成果尚且存在一定的争议(表5)。如前文所说，Roschel等[52]研究结果指出，获胜方与失败方空手道选手在最大力量上无明显差距，而决定空手道运动员竞技水平的关键因素是低负荷下的肌肉爆发力和收缩速度。Koropanovski等[37]也认为决定高水平空手道运动员竞技水平不是最大力量，而是肌肉的收缩速度以及身体在水平方向的启动和加速能力。这些证据都表明，最大力量可能不是决定高水平空手道运动员竞技水平的直接因素，而肌肉爆发力和收缩速度才是影响空手道运动竞技水平的关键。

4.3 反应时

根据Iide等研究表明[27]，在3分钟的比赛中，单次攻防最短时间仅有0.3秒，最长也只有1.8秒，整场比赛的攻防时间合计约为19.4秒，说明空手道比赛攻防时间极为短暂。目前，有关空手道运动员反应时方面的研究还存在一定的争议。Layton等[53]研究结果表明，对于有一定训练年限的空手道选手来说，虽然运动成绩不同，但是反应时测试结果无明显差异。但是，Fontani等[54]指出，世界优秀空手道运动员在反应时间上明显短于国内优秀空手道运动员。Layton等[54]和Moscatelli等[55]认为，与空手道初学者相比，世界优秀空手道运动员具有更短的反应时间。他们认为，通过多年的系统训练可以使空手道运动员获得更好的反应能力。然而，Williams等[56]和Mori等[57]的研究结果却显示，空手道黑带选手与初学者在简单反应时间上无明显差异，这与Layton等人得出的结论并不一致。Neto等[58]人通过将不同水平格斗对抗项目运动员的简单反应时进行测试，结果表明高水平组与一般组在简单反应时上无明显差异。De Quel等[59]同样认为，反应时间与空手道运动员比赛胜负及竞技水平并无明显关联。虽然当前的研究结果存在一定的争议，但不可否认反应能力对空手道运动员具有重要意义。因此，在日常训练中，应该抓住发展反应能力的黄金年龄段，安排有针对性的反应能力训练。

表5 世界优秀空手道运动员最大力量研究结果

4.4 柔韧性

柔韧性是运动素质的重要组成部分，也被认为是影响空手道运动员竞技能力的重要因素。柔韧性可以起到增加关节活动范围、扩伸肌肉延展性以及预防运动损伤等重要作用[43]。Probst等[60]通过将空手道运动员与一般人群柔韧性进行比较发现，空手道运动员髋关节和膝关节的柔韧性好于一般人群，而在其他关节柔韧性上并无明显区别。研究者认为，空手道运动员较好的髋关节和膝关节柔韧性可能与其长期重复踢击等专项动作有关。Violan等[61]通过对两组13岁儿童进行为期6个月的干预实验发现，参与空手道训练的儿童在股四头肌柔韧性上明显好于对照组，说明空手道训练与一般身体活动相比，对人体柔韧性有明显提高作用。在型与组手方面，Koropanovski等[37]通过对世界优秀型和组手运动员进行分腿测试，发现型比组手运动员下肢伸展幅度大6 %～7 %，说明相比组手来讲，型运动员需要具有更好的下肢柔韧性。

4.5 灵敏性

灵敏能力是一项复合性身体素质，受爆发力、速度、肌肉协调性、平衡能力和柔韧性等多项运动素质的影响[43]。有研究表明[48,62]，空手道运动员需要具备较高的灵敏性，甚至高于跆拳道、摔跤和柔道等同类项目。但是，尽管灵敏素质对空手道运动员如此重要，目前有关空手道运动员灵敏能力方面的研究仍然非常少。相对型，我们普遍认为组手项目对运动员快速、多变的运动能力提出了更高的要求，但是，现有研究表明[37]，世界优秀组手与型运动员在T字跑测试结果上并无明显差异，这种研究结果可能与T字跑测试不能完全反映空手道专项灵敏特点有关。目前，对空手道运动员灵敏能力的评价较多采用折返跑、T字跑等一般灵敏测试手段，缺乏针对空手道专项灵敏的测试手段。

5 结论

在身体形态方面，相比型，组手运动员身高随体重增加更为明显。世界优秀空手道运动员具有体脂含量低、瘦体重大的特点。体型以中胚型为主，但男、女在体型上存在一定的差异性。在生理机能特征方面，空手道属于高强度间歇性运动，快速、短暂的攻防和间歇性休息交替进行是空手道比赛的基本特征。最大摄氧量和最大无氧功率是决定世界优秀空手道运动员竞技水平的关键因素。空手道比赛能量代谢以有氧氧化供能为主，其次为磷酸原和糖酵解供能。在运动素质方面，低负荷条件下(≤30 %1RM)肌肉爆发力和收缩速度是影响空手道运动员运动成绩的关键因素。另外，反应能力、柔韧性和灵敏性都是决定空手道运动员竞技水平的重要运动素质，在日常训练中不可忽视。