短跑专项体能特征的综合分析

刘祥宏

（广西师范大学体育学院,广西 桂林 541006）

1 能量供应与专项特征

能量是制定训练计划，实现某一运动技能或运动活动所必需的专门生理机能能力，是人们认识和发现人体生理机能内在规律的手段。在人体中，输出高能量的快肌纤维和输出低能量的慢肌纤维是田径短跑项目中能量供应的物质基础，而ATP-CP、糖酵解和糖的有氧氧化三大供能系统则是机体能量供能的反应机理。在探寻专项特征时，应该以专项为核心。短跑的距离不同，尤其是能量供应系统的特征不同是区别专项特征的有效手段，因此，认识能量供应的专项特征能够为专项训练提供目标和依据。基于供能系统，加强短跑专项特征的认识，可为专项训练提供相应理论依据。

认识专项特征是科学训练的需要。专项特征是一个项目运动特点的集中表现，是区别不同运动项目之间异同的主要标志。徐本力[1]在论述现代训练与现代运动训练科学学科体系的构建中，提出最终的目标是专项训练实践。应认识到各项目的特性和特征是发展专项训练理论的重要内涵[2]。基于专项训练这一特征可把握运动项目的专项特点，在细节上对专项进行细节上的训练和指导。认识项目的专项特征可以更好的为训练和教学服务。

目前基于生理学能量供应这一视角对专项特征的研究发现，总体上存在局限在专项特征的总体认识，忽视专项运动内在的生理、生化特点；方式上以静态的专项模型作为项目的主要特征，忽视了运动过程中机体反应的特点；在程度上过于宏观，运用一般或项群的共性特点代替专项特征等问题[1]。

2 短跑供能特点综述

田径运动员的积极状态可从其训练水平的两个方面来确定，有一个方面是稳定的，另一个则是缺失变化的。第一个是运动员集体形态、生理、生化、心理方面的变化，这是由于训练的结果，另一个方面是中枢神经系统的工作能力。有利的中枢神经系统高度紧张将使运动员更有效的表现出自己的速度、意志品质等。但若长时间的保持高度的兴奋和神经的高度紧张，则易导致神经活动受挫，神经系统的衰竭。目前对于短跑供能特点的阐释如下：

短跑运动员肌肉中白肌纤维和无氧代谢酶占优势，而长跑运动员肌肉中则几乎全部是红肌纤维和有氧代谢酶[3]。王春平（2006）短跑运动持续时间长短及肌肉中糖原、磷酸肌酸、二磷酸腺苷、乳酸含量的变化，证明了无氧代谢是短跑活动中最主要的供能方式。孙哲东（2001）在100米跑运动员的磷酸原供能能力与场地运动成绩具有高度的相关性，并建立了对应的回归方程。对于100米而言，主要以无氧非乳酸系统供能为主，200米则是高能磷酸化合物及乳酸混合供能，而400米主要以乳酸系统供能为主[4]。

3 短跑供能的专项特征分析

3.1 短跑的速度特征

3.1.1 100米跑的速度特征

根据博尔特在奥运会和世锦赛百米决赛美10成绩改编。

表1 每10米的平均速度（m/s）[5]

在短跑项目中，速度是由步频和步长决定的，一个优秀运动员的步频与步长结构不同，但是成绩相近的运动员必然有着相近似的跑动速度，否则丢失任意一个指标都会造成运动成绩的大幅改变。根据表1的数据，运动员开始阶段是呈加速运动，当速度达到最大速度后，运动员的步频和步长会达到一个相对的稳定状态，这时运动员做匀速直线运动。我们认为在此阶段的运动能量充足，由（ATP-CP）直接供能，博尔特这样的世界顶级短跑运动员其磷酸原系统供能能持续供能。当机体直接供能物质不足时，需要能量的替代物继续供其运动。在短跑中，我们认为在这阶段由糖的无氧酵解继续为其供能，基于生理生化的思考，这种合成ATP供能的形式需要的时间较磷酸元系统供能多，速度会相应下降。当人体乳酸积累过多，无氧供能必然会参与消除乳酸和提供能量，速度会进一步减慢，100米最后20米必定有糖酵解参与。

3.1.2 200米跑的速度特征

表2 以第廿届奥运会决赛200米分段成绩[3]

200米跑成绩在相当程度上取决于速度耐力水平[3]。经过以上表中信息，我们可以明确的发现第一个100米的成绩要小于第二个100米，通过差数可以发现，前后两个100米分段的时间不会差距过大。经由第一个100米的跑动，第二个100米速度曲线同样是逐渐减慢的，体现出速度分配问题和明显的速度耐力趋向。

从100-150米的速度水平可以发现，短跑主要任务之一就是要提高绝对速度水平。200米世界纪录保持者博尔特其主项就是200米，后来才改跑100米、200米。在适当进行有氧代谢训练的基础上，大量采用以混合性代偿性为主的训练手段，优先发展绝对速度，逐步而谨慎地变为速度与耐力紧密相结合的快速耐力训练，提高单个较长段落跑的强度。[7]由博尔特的速度分析可以看出，每秒12.35的速度水平体现的是绝对速度水平，由此作为发展运动员速度水平的指标之一，每10米的平均速度是步频与步长综合作用的结果，对于形态各异的运动员，把握好步频和步长的关系，并且提升全程跑动的保持能力是发展100米、200米短跑成绩的关键。在短跑项目中，有的运动员身高不占优势，但是步频快尤其是在启动加速阶段，这样的结果是步幅不是特别大，步频很快，如我国短跑运动员苏炳添。还有一类身高适中，步频快速如美国短跑运动员加特林。再一种便是如博尔特这种身高明显占优势，频率快的运动员。在这三种运动员的类型中，必然会有优缺点，但这也是短跑项目发展过程中的必然结果。

3.1.3 400米跑速度特征

表3 世界优秀运动员400米跑的分段距离成绩[3]

400米的速度特征具有明显的速度变化，从总体的反应来看，最开始100米的时间要保持在11秒以内，即速度特征为9-10m/s,速度持续保持到300米的距离，最后100米明显的相对前300米有所下降。这是人体生理机能能量供应的结果，是无氧代谢功能适应的结果。400米世界纪录是美国运动员迈克尔·约翰逊保持的为43.18s。根据这一成绩100米的平均速度为9.27m/s，若按照100米的速度10m/s来计算，全程要保持最快速度的93%。以目前100米取得的突破性进展，100米平均速度10.43m/s，那么需要保持最快平均速度的88.88%以上。那么，400米必定会有所突破，重点是在如何保持长时间的速度耐力基础，以上表中，400米明显与200米跑不同，200米跑后半程要快于前半程。

3.1.4 短跑无氧供能的预测

基于此，思考200米运动的供能方式，若以以上数据作为参考，100米之后，后程将继续做减速运动其成绩最高不会超过17.88s，200米世界纪录的保持者博尔特其实际纪录成绩为19.19s。然而成绩19.19s的展现从速度上说明，200米必然需要无氧糖酵解系统供能参与，之余还需要少量的有氧供能作为补充。相应的400米跑，是建立在200米后速度继续下滑的基础上，以100米之后每100米下降1.31s，则400米成绩为41s。目前400米世界纪录43.18s，必然是磷酸原系统、糖酵解系统、有氧氧化系统共同作用的结果。

3.2 肌肉力量特征

在评价运动员无氧代谢能力时，要考虑到体重因素，特别是克服重力做功的项目，无氧代谢能力与肌肉的量有关，要提高无氧能力应强化力量训练。原因在于肌肉具有储存人体运动所需能量的作用，增加人体的能量储备功能，要相应增加肌肉的量，进而才能提升无氧能力。优秀的短跑运动员在加速能力，最高速度能力和保持速度能力方面都发展到了很高的水平。不同水平运动员之间存在姿势发展程度上的差异。从项目的特征看，快速伸髋在短跑力量方面的影响远远超过快速伸腿。股四头肌与股后肌群力量最适宜的比例是10：6[8]。另一方面，提升无氧能力，血乳酸的积累就会增多，当血乳酸达到一定程度就会造成酸中毒，不利于身体机能的发展，有氧供能的优势是保持心血系统和呼吸系统的水平，提高机体消除乳酸能力具有积极意义。此前得到过关于我国短跑运动员的运动特点，“中国运动员的步频过快，步长过小”的结论[9]。运动中的有氧、无氧是协同发展的，因此发展运动员的肌肉力量的过程中要增加相应的碱储备。

3.3 有氧供能与无氧供能特征

各专项运动员的有氧和无氧能力并无显著相关，更不存在此消彼长的负相关。这说明，不同专项，在运动过程中各供能系统都起着一定的作用，只不过存在何者为主，何者为辅的区别。由于训练手段不同，无氧能力和有氧能力增加的幅度不同。[9]基于以上的分析发现，有氧、无氧这一评定指标对于短跑来说是训练选择的结果，在运动过程中都有着各自的功能，我们可以认为，在运动过程中，根据专项特征采用合适的方法提升运动员的运动能力，对于占主导因素的方面就要多强化，由于有氧能力、无氧能力在运动中是相互协同的，要把握训练的正确方向。

对一般人而言，当PH=7.10时，神志昏迷，降到7以下可引起生命危险。希尔发现，当细胞内PH值降低到6.3时，乳酸生成反应即停止[10]。基于人体乳酸供能的科学依据发现，人体不能无限制的进行无氧运动，因而后期达到这个相应的极限程度，人体将会逐渐消除无氧供能造成的积累，速度进一步下降。这是朝着人体运动及极限思维思考的结果，前提是距离的长度在人体承受的极限之内。否则，人体仍然需要有氧供能来承担人体的过量氧耗，因此，有氧能力和无氧能力是协同增加的。

3.4 血乳酸的生理学指标与无氧供能

肌肉酸痛是人体开始动用糖酵解系统功能的标志之一。400米是以乳酸原供能为主，运动时血乳酸浓度可达19.08mMol/L[10]。这一观点中，机体在运动过程中随着距离的增长，能量消耗的增多，逐渐产生乳酸这一代谢产物，肌肉疼痛应是乳酸积累的结果。运动医学上将运动引起的肌肉酸痛分为两种：一种是运动后疼痛立即出现，但其消失得也快，这种叫做急性肌肉酸痛。另一种是在运动后几小时或一夜之后才出现，并伴有疲倦乏力，甚至会出现肌肉痉挛、僵硬等症状。这种症状则称为延迟性肌肉酸痛或运动后疲劳。我们常说的肌肉酸痛主要是指后一种，即延迟性肌肉酸痛。如果说肌肉酸痛是人体无氧酵解产生乳酸的开始，这明显是错误的。

以无氧代谢为主是短跑能量代谢的主要特点。当组织缺氧70%或者肌肉中ATP和CP余下的数量约为原来的50%左右时，肌肉便开始糖酵解供能，所以肌糖元含量及其酵解能力是速度耐力的物质基础[11]。有观点认为，在进行高强度运动时能量供给主要来自三磷酸腺苷和磷酸肌酸储备，当磷酸肌原储备还没消耗完时，糖原无氧分解及其产物乳酸是不会产生的[12]。观点的冲突造成人们认识的冲突，说明人们在对短跑能量供应上的认识还有不足,对于机体的内在专项特征还要进一步挖掘。

4 小结

随着现代科技的进步，在竞技运动竞争日趋激烈的今天，各项目的发展越来越体现项目极致的专项化特点。高水平运动员之间的差距越来越小，处于同一层次运动员的数量也日益增多。在这种趋势下，优秀运动员之间的竞争更多地集中在对训练和比赛细节的把握上。专项化的发展已成为现代竞技体育发展最为明显的趋势。对专项的微观、内在动态和运动特征进行深入了解已成为教练员重新探寻专项特征的重点。

[1]陈小平著.竞技运动训练实践发展的理论思考[M].北京：北京体育大学出版社,2005：17-19.

[2]徐本力.专项理论到运动训练科学——兼论运动训练科学理论的形成与发展趋向[J].北京体育大学学报 ,2004,27(6)：721-726.

[3][苏]勒·斯·霍缅科夫主编.田径教练员教科书[M].武汉：武汉体育学院编印,1983：19,168-169,204.

[4]邢华城译.高级运动员的无氧能力和有氧能力[J].欧洲应用心理学,1981：46-48.

[5]李鸿江主编.田径运动高级教程[M].北京：高等教育出版社，2010：250-251.

[6]姜勤佳等.博尔特百米技术运动学分析[J].辽宁体育科技 ,2011,33(6)：76-79.

[7]姚珍杲.论短炮无氧耐力训练中的若干问题[J].中国体育科技 ,1983(21)：1-6.

[8]文超主编.田径热点论[M].北京：人民体育出版社，1996：14-14,99.

[9]秦学林等.在不同专项运动员无氧代谢能力特征[J].中国临床康复,2003,7(15)：2244-2245.

[10]郭成吉.400米跑训练手段的生理学剖析[J].体育与科学 ,1996(5)：36-38.

[11]卢美华.谈谈短跑运动的代谢与能量问题[J].哈尔滨师范大学自然科学学报，1989,5（1）：108-112.

[12]弗拉基米尔·尼古拉耶维奇·普拉托诺夫普.黄签名等译.奥林匹克运动员训练的理论与方法[M].天津：天津大学出版社，2014：138-139.