传统力量结合功能性训练对我国优秀帆船单人艇运动员身体形态和运动素质的影响

2023-08-11孙凯扬潘丹丹

体育科研 2023年4期

孙凯扬，潘丹丹

帆船是一项以风为动力的运动项目，运动员通过调控缭绳和舵柄以及调整身体姿势来控制船艇平衡并朝着指定方向航行[1]。帆船单人艇级别包括男子激光级和女子激光雷迪尔级，两者船型一致，因此对运动员的体能要求也一致[2]。在航行过程中，帆船运动员需要在不稳定状态下维持船体平衡，提升船艇速度，这种维持船艇平衡的能力决定运动员的比赛成绩[3]。这种能力不仅要求运动员具有合适的身体形态特征，同时对上下肢和核心的肌肉力量和耐力以及有氧和无氧能力提出较高要求[4-6]。因此，需要找寻适合帆船运动员的体能训练方案，通过提升身体形态和运动素质来提高帆船运动员维持船体平衡的能力。

传统力量训练是最为常见的增加运动员肌肉力量的训练手段之一，训练多是在稳定支撑的条件下进行的负重抗阻训练，目的是增大肌肉的体积、提高单一肌群收缩效率以及提高神经系统对肌肉的控制能力[7]。由于传统力量训练缺乏在不稳定条件下的练习，使其在提升平衡能力方面有一定的局限性。功能性训练通过训练与运动相关的特定技能来提高动作质量，它是以综合的、多关节、不对称、多平面、非周期、快速和不稳定的运动为特征，强调核心的稳定性、本体感觉和神经适应[8]。相比较传统力量训练，功能性训练在力量训练中增加了不稳定训练环境[9]，通过平衡性训练、稳定性训练、核心训练和动态运动训练等手段提升平衡和本体感觉[10]，弥补了传统力量训练对在不稳定状态下平衡能力提升效果的局限性。

现阶段传统力量结合功能性训练在帆船项目中应用较少，对帆船运动员产生的训练效果还有待探讨。因此本研究选用国家帆船队单人艇级别10 名运动员作为研究对象，进行8 周传统力量训练与功能性训练相结合的训练方案，探讨结合训练对优秀帆船运动员身体形态和运动能力的影响，为帆船运动员科学化体能训练提供理论依据与实践参考。

1 研究对象及方法

1.1 研究对象

选取国家帆船队激光雷迪尔级别10 名运动员为研究对象。其中男子激光级（ILCA 7）运动员5 名，女子激光雷迪尔级（ILCA 6）运动员5 名。为保证得到真实、最佳的测试结果，测试前1～2 d 所有运动员没有进行任何大强度训练，并保证充足的休息和睡眠。运动员基本信息见表1。

表1 国家帆船队激光雷迪尔级运动员基本情况Table1 Basic information of elite dinghy sailors in China

1.2 研究方法

在8 周传统力量结合功能性训练前后，对10 名运动员进行身体形态测量以及最大力量、爆发力、肌肉耐力，以及有氧、无氧能力测试。

1.2.1 身体形态测量

身体形态指标包括体重、上臂围、大腿围、胸围、腰围、臀围。测试方法严格按照《体育测量与评价》测试细则规定，由固定的专业人员利用标准测量器械完成[11]。

1.2.2 最大力量测试

最大力量指标包括深蹲、卧推、卧拉、仰卧腿推举。其中仰卧腿推举测试使用腿部推蹬仪（Lateral Leg Press, Power Lift, USA）进行，测试要求运动员仰卧坐于测试椅上并固定腰部，髋、膝关节调整为90°，双脚放置于受力台进行腿推举动作[12]。运动员在绝对力量测试前先进行5～10 次40%～60%1RM 的负荷热身，休息1 min 后再以3～5 次60%～80%1RM的负荷，休息2 min 后让运动员保守增加负荷，尝试完成1RM。如果完成，运动员在休息2～4 min 后以上肢2.5%～5%、下肢5%～10%的增加负荷方式再次进行1RM 尝试；如果失败，则以同样方式减少负荷，直至成功完成一次1RM 尝试[13]。

1.2.3 爆发力测试

航拍三维场景展现，即对航拍数据进行处理，将得到的DEM、正射影像在三维场景地图中展现的过程。传统的展现过程，一般包含以下步骤：

爆发力指标包括药球胸前投掷和药球向后过头投掷两种。药球胸前投掷测试要求运动员面向投掷方向，双脚与肩同宽，双手将5 kg 药球从胸前尽可能向前推出，测量药球落地位点与运动员站立位点之间的距离。药球向后过头投掷测试要求运动员背对投掷方向，双脚与肩同宽，双手持5 kg 药球且双臂体前伸直，随后屈髋屈膝躯干前屈，当药球降至髋关节以下后伸髋伸膝将药球从头顶向后抛出，测量药球落地位点与运动员站立位点之间的距离[14]。每项测试均进行3 次投掷，每次测试间隔为2 min，取投掷最远距离作为本次测试的结果。

1.2.4 肌肉耐力测试

肌肉耐力指标包括上肢肌肉耐力（曲臂悬垂、TRX 反向划船）、核心肌肉耐力（腹肌耐力、背肌耐力）以及下肢肌肉耐力（TRX 弓箭步）。

曲臂悬垂测试要求运动员正手握杠，双肘屈曲，胸部靠近单杠，下颌超过单杆但不触及，使用秒表记录运动员保持该动作的时间，当运动员下颌低于单杠时，测试结束。 TRX 反向划船测试要求运动员直臂拉住TRX 手柄，躯干挺直仰卧，身体与地面约呈45°夹角，身体保持平板姿势屈臂划船，记录1 min内测试最大重复次数，如果在测试过程中不能保持标准姿势，测试结束[15]。

腹肌耐力要求测试运动员仰卧在跳箱上，髂前上棘置于跳箱边缘，躯干悬空，双手前伸不触碰大腿，小腿固定。运动员保持身体不低于水平面，可适当高于水平面，但躯干与大腿间夹角不能小于160°，记录运动员保持要求姿势的时间。当运动员不能按要求完成动作时，给予一次提醒，如果仍达不到要求，测试结束。背肌耐力测试要求运动员俯卧在跳箱上，髂前上棘置于跳箱边缘，躯干悬空，双手交叉放在胸前，小腿固定。运动员保持身体不低于水平面，记录保持要求姿势的时间。当运动员不能按要求完成动作时，给予一次提醒，如果仍达不到要求，测试结束。

TRX 弓箭步测试要求运动员单脚站立，另一只脚置于TRX 手柄，上身保持直立且双手叉腰，随后悬吊腿后移，支撑腿屈膝下蹲至大腿与地面平行，随后还原动作，记录1 min 内弓箭步下蹲最大重复次数，如果在测试过程中不能保持平衡，测试结束[16]。

1.2.5 有氧、无氧能力测试

有氧能力测试采用2 km ConceptⅡ赛艇测功仪（RowErg, Concept 2, USA）进行。测试要求运动员以最快的速度完成2 km 测功仪，其中阻力根据运动员自身能力进行选择，记录运动员完成时间。

无氧能力测试选用30 s 功率自行车（Wattbike pro, Wattbike, UK）进行测试。测试要求运动员尽全力完成30 s 自行车骑行，阻力等级根据运动员体重进行设置，记录运动员骑行期间的峰值功率和平均功率。

8 周的传统力量结合功能性训练包括第1 周的适应周，第2～7 周的正式训练周以及第8 周的调整周。每周训练包括2 次传统力量训练、2 次功能性训练和1 次固定阻力自行车耐力训练。每次训练前要求运动员进行5 min 泡沫轴软组织唤醒激活和15 min的准备活动，其中准备活动主要包括核心区域激活、动态拉伸、动作整合和神经激活。训练前期（第1～2 周），传统力量训练组数为3 组，负荷为70%1RM，每组10 次，组内间歇60～90 s，组间间歇90～120 s；功能性训练组数为3 组，每组15 次，组内间歇30～45 s，组间间歇90 s。训练中后期（第3～7 周）传统力量训练的训练组数增加为4 组，负荷增加至75%1RM，次数增加为12 次；功能性训练通过增加不稳定面、减少支撑面积和调节重心高低改变训练难度，组数增加至4 组，次数增加为20 次。具体训练计划如表2 所示。

表2 传统力量结合功能性训练方案[7,17-18]Table2 Traditional strength training combined with functional training programs[7,17-18]

1.3 统计分析

测试采集获得的数据均以平均值±标准差表示，采用SPSS26.0 对数据进行统计学分析。选用配对样本T 检验比较运动员训练前后身体形态指标、最大力量、爆发力、肌肉耐力，以及有氧、无氧能力之间的差异，选用P＜0.05 为显著性差异，P＜0.01 为非常显著性差异。

2 研究结果

2.1 传统力量结合功能性训练对身体形态的影响

经过8 周传统力量结合功能性训练后，运动员体重、胸围、臀围和左右大腿围均有显著性提升，其中体重增加了1.9 kg（P＜0.05），胸围增加了1.3 cm（P＜0.01），臀围增加了1.8 cm（P＜0.05），左大腿围增加了1.5 cm （P＜0.01），右大腿围增加了1.1 cm（P＜0.05）（表3）。

表3 训练前后国家帆船队单人艇运动员身体形态指标对比（±SD）Table3 Comparison of body shape index before and after training of elite dinghy sailors in China（±SD）

注：* 表示训练前后存在显著性差异，P＜0.05；** 表示训练前后存在非常显著性差异，P＜0.01。

形态指标训练前训练后体重/kg69.8±10.171.7±11.1*左上臂围/cm29.1±2.229.4±1.9右上臂围/cm29.6±2.629.8±2.2胸围/cm87.9±4.089.2±4.1**腰围/cm76.4±5.476.4±5.4臀围/cm96.0±4.197.8±2.5*左大腿围/cm56.8±3.058.3±2.7**右大腿围/cm57.9±3.059.0±3.3*

2.2 传统力量结合功能性训练对运动素质的影响

最大力量方面，8 周传统力量结合功能性训练能够显著提升运动员卧拉和仰卧腿推举的1RM（图1）。其中1RM 卧拉、1RM 仰卧腿推举增加显著（P＜0.01），但训练前后运动员的深蹲和卧推的1RM 没有显著性差异（P＞0.05）。

图1 训练前后国家帆船队单人艇运动员最大力量对比Figure1 Comparison of maximal strength before and after training of elite single-handed dinghy sailors in China

爆发力方面，8 周训练后运动员药球向后过头投掷距离显著增加（P＜0.05），但训练前后运动员药球胸前投掷距离没有显著性差异（P ＞0.05）（图2）。

肌肉耐力方面，8 周训练使运动员腹肌耐力、背肌耐力、TRX 反向划船和TRX 弓箭步次数有显著性提升（图3）。其中运动员腹肌耐力、背肌耐力、TRX 反向划船次数、左右侧支撑的1 min TRX 弓箭步次数的增加均具有显著性（P ＜0.05），但训练前后运动员屈臂悬垂的维持时间没有显著性差异（P＞0.05）。

图3 训练前后国家帆船队单人艇运动员肌肉耐力对比Figure3 Comparison of muscle endurance before and after training of elite single-handed dinghy sailors in China

有氧、无氧能力方面，8 周训练能够显著减少运动员2 km 测功仪的完成时间（P＜0.05），并且显著增加了30 s 自行车的峰值功率和平均功率（P＜0.01）（图4）

图4 训练前后国家帆船队单人艇运动员有氧、无氧能力对比Figure4 Comparison of aerobic and anaerobic capacity before and after training of elite single-handed dinghy sailors in China

3 讨论与分析

3.1 身体形态

东京奥运会激光级和激光雷迪尔级前十名男女运动员身高分别为（185.5±3.4.4）cm 和（174.6±5.3）cm[19]，而本研究中我国男女运动员身高分别为（181.4±0.9）cm和（168.4±3.2）cm，相比较国际优秀激光级和激光雷迪尔级运动员，我国运动员身高较矮，导致我国运动员在风力和流速较大的条件下对船体掌控能力较差，只能通过增肌增重的方式增加运动员压舷时的力矩，优化压舷运动表现[20]。因此本研究设置的干预训练大部分为力量训练。本研究结果发现8 周传统力量结合功能性训练明显提升了运动员体重、胸围、臀围和大腿围，这与整体的训练目标和计划相符合。干预训练中，每周2 次的传统力量训练包含的深蹲、硬拉、臀桥负重顶髋、前蹲、单腿弓箭步负重蹲都是下肢整体大肌肉群的训练，并且负荷达到70%～75% 1RM，这种大负荷训练能够通过募集肌卫星细胞、增加肌细胞核数量促进骨骼肌肥大[21]；每周2 次的功能性训练包括TRX 单腿弓箭步、站姿弹力带对侧伸髋等动作，这种高重复次数、低强度的抗阻训练同样可诱导骨骼肌肥大[22]。所以运动员在8 周训练后下肢腿围、臀围均明显增加。除此之外，运动员下肢围度的增加除了受传统力量训练和功能性训练的影响，可能还与自行车耐力训练有关。 Harber 等[23]对不同年龄层人群进行12 周自行车训练后发现，受试者股四头肌体积增加、有氧耐力提高。发生这种改变是因为自行车耐力训练是在一定阻力负荷下进行的，同样可提高肌肉力量，并使肌纤维表型发生变化。有研究也证实有氧运动结合抗阻训练更有利于促进骨骼肌的肥大[22]。本研究结果与以上研究相一致，认为结合传统力量训练、功能性训练与自行车耐力训练的训练方案会有利于运动员骨骼肌肥大，身体围度增加。

3.2 绝对力量

压舷动作是帆船单人艇运动员最为常见的技术动作，运动员需要通过身体向外伸展来平衡风对帆的侧向力，并通过与缭绳、舵柄的调整相配合来保证船快速平稳航行，这就需要运动员具备较好的上下肢肌肉力量[6]。本研究发现8 周训练后运动员卧拉和仰卧腿推举的1RM 均有显著提升，虽然深蹲和卧推在训练前后没有显著性差异，但均有提升的趋势，说明本研究设计的训练能够提升运动员的绝对力量。针对上肢肌肉力量，本研究设计的训练方案包括卧拉、引体向上等身体重心稳定的训练动作，也包含TRX 反向划船、BOSU 球仰卧快速屈臂拉等身体重心不稳定的训练动作，这种稳定训练和不稳定训练相结合的方式共同促进了上肢肌肉力量的增长。针对下肢肌肉力量，本研究设计的训练方案更加注重大负荷的力量训练和动力链的传递，这有利于肌内协调和肌间协调，共同刺激下肢肌肉最大力量的增长，同时也会对不稳定状态的运动表现（即帆船专项动作）产生更有效的训练适应转移[24]。

3.3 爆发力

在风浪较大环境下，或者在完成越浪、转向技术动作时，帆船运动员需要通过躯干快速屈伸、旋转动作来控制船体平衡，这需要运动员具备较好的爆发力[25]。药球向后过头投掷能够反映核心爆发力和背肌力量的好坏，同时也与肌肉协调用力有关[26]。本研究中运动员药球向后过头投掷距离在训练后显著增加，说明运动员肌肉协调用力能力有所提升，这与本研究设计的功能性训练内容有关。功能性训练包括弹力圈站姿单腿提腿哑铃肩上推举、弹力带弓步直臂后拉和平衡台上压舷器后抛球等训练动作，注重发展运动员上下肢力量传递、核心爆发力以及平衡能力。这种注重协调能力的多平面运动模式，结合多关节、不稳定支撑面的练习提高了上下肢力的传递效率，减少肌肉之间的代偿，促进了运动员整体运动表现的提升。有研究认为运动员在不稳定条件下的训练需要具备较强的神经适应能力，这种训练带来的神经适应能力的改善能够促进肌肉力量和爆发力的增强[27]。

3.4 肌肉耐力

单人艇比赛每轮有30 min 的迎风航段，在风力较大的情况下运动员需要保持较长时间压舷，这需要运动员具备较好的肌肉耐力[25]。本研究发现8 周训练后运动员腹背肌耐力、TRX 反向划船和TRX弓箭步均显著提升，屈臂悬垂时间也有增加的趋势，说明训练能够提升运动员核心肌肉耐力以及不稳定环境下的上下肢肌肉耐力。本研究设计的训练方案包含的功能性训练，均需要在不稳定环境下进行，运动员必须通过核心肌肉来维持身体平衡，因此在经过8 周训练后运动员核心肌肉耐力会有所提升。本研究设计的上下肢练习动作包括稳定环境下与不稳定环境下的训练，二者相结合有利于运动员不稳定平面下肌肉耐力的提升。 Kibele 等[27]认为不稳定环境抗阻训练与稳定环境抗阻训练一样有效，两种训练方式相结合提升肌肉力量和耐力的效果会更好。而有研究发现较低负荷的不稳定训练下肌肉的激活程度与较高负荷的稳定抗阻训练相似[28]，这是因为在不稳定状态下，肌肉内部的肌张力增加，导致肌肉产生高频率的收缩，与稳定的负荷训练相比，更能够促进肌肉能力提升[29]。

3.5 有氧、无氧能力

有氧能力是帆船运动员的基础能力，良好的有氧能力有利于运动员维持最佳竞技状态、促进疲劳恢复[20]。运动员在进行测功仪测试时股四头肌的发力持续时间较长、发力程度较大[30]，这与激光级和激光雷迪尔级运动员的主要用力肌群相一致[25]，因此选用2 km 测功仪作为有氧能力测试的指标。本研究发现经过8 周训练后运动员2 km 测功仪完成时间明显减少，这与训练计划中每周一次的自行车定阻耐力训练有关。有氧能力提升的最低刺激强度为60%～85%最大摄氧量强度[8]，而本研究设计的自行车训练要求运动员在60 min 内尽可能骑行到最长距离，并且心率在75%～85%的最大心率区间内，处于最低刺激强度区间，因此能够有效提升运动员的有氧能力。除此之外，有研究发现高重复、短间歇的抗阻训练也可以提高有氧能力[31]。本研究设计功能性训练的训练动作重复次数为15～20 次，组间间歇为30～45 s，属于高重复、短间歇的训练模式；虽然传统力量训练的重复次数较少，只有10～12 次，但每堂传统力量训练课要求运动员以4 个动作为一组进行循环，动作间的间歇时间较短，为60～90 s，也属于短间歇的训练模式。两者相结合的训练刺激能够有利于运动员有氧能力的提升，减少运动员完成2 km 测功仪的时间。

在帆船比赛起航阶段，运动员通常运用爆发压舷来增加船艇速度，超越或拉开对手船来占据有利位置[32]；在比赛过程中，运动员压舷时下肢肌肉会在短时间内进行等长收缩，这时由于压力过高肌肉内血流灌注受限，氧气供应下降，肌肉更多依靠糖酵解供能[33]。因此为获得更好的运动表现，帆船运动员需要具备较好的无氧爆发力和无氧耐力。 30 s 自行车测试得到的峰值功率和平均功率，能够分别评价下肢肌肉爆发力和无氧耐力[34]，因此选用该指标来评价运动员无氧能力。本研究发现8 周训练后运动员的下肢爆发力和肌耐力均有显著增强，说明训练能够提升下肢肌肉无氧能力。此外，有研究证实核心力量训练和传统力量都可以促进Wingate 无氧测试中峰值功率与平均功率的提升，而且两种方法的效果没有明显差异[35]。本研究设计的训练包含了大量稳定和不稳定力量训练以及核心训练，其中传统力量训练提升了运动员的最大力量、爆发力，而功能性训练又提升了肌间协调与肌肉的激活水平，这两种训练能够共同改善运动员无氧运动表现。

本研究的局限性在于没有设置对照组，因此研究结果不能探明功能性训练结合传统力量训练的训练效果是否优于单一训练模式的产生的训练效果。但有研究通过对比功能性训练和传统力量训练对运动员带来的训练效果时发现，传统力量训练能显著提升绝对力量、爆发力，而功能性训练能帮助运动员在不稳定状态下更好地完成技术动作[36]。本研究中帆船运动员经过训练后不仅在绝对力量、爆发力等方面有所增强，TRX 反向划船、TRX 弓箭步这些不稳定状态的动作完成次数也有所增加，这说明传统力量结合功能性训练对提升力量、爆发力以及不稳定状态完成技术动作的能力均有帮助。在今后的研究中可以设置对照组来更好地探寻传统力量结合功能性训练能否够提升帆船运动员运动能力，优化运动表现。