体能训练中有氧与无氧及力量之间关系的实证研究

陈琼

摘 要：目的：探究和论证体能训练中有氧与无氧、有氧与力量、无氧与力量之间的正负向关系及强度；方法：采用测试、调研及实验法分别完成了对摔跤、皮划艇、赛艇、击剑、花样游泳、自行车及部分体育专业学生的数据采集与论证；结果表明：1）有氧（VO2max）与无氧功率下降率（P%）之间存在高度的负相关关系（r= -0.364～ -0.620，P0.3，P<0.05），且相对最大功率与快速力量对运动成绩存在着不同程度的交互作用。结论：1）有氧对无氧能力的贡献可能主要体现在功率下降率的改善，这对长时间高强度对抗类项目意义重大；2）有氧与力量之间并不是通常认为的不兼容性，这种不兼容性主要体现在最大力量与有氧之间，且主要针对于单纯发展模式（E或S），混合模式（E+S）是有着积极意义的；3）无氧功测试指标与不同力量形式之间相关性不一，但相对最大功率与快速力量表现出了较为明显的交互效应，且随着运动水平的提升，快速力量的意义可能更为突出。

关键词：体能训练；最大力量；有氧训练；无氧训练

中图分类号：G804 文献标识码：A 文章编号：1006-2076（2018）03-0089-08

Abstract：Objective： To explore and demonstrate the positive or negative relationship on aerobic and anaerobic， aerobic and strength， anaerobic and strength. Methods： The test， investigation and experiment were used and the data of wrestling， fencing， rowing， kayak， pattern swimming， bicycle and sports professional students were collected and analyzed.Results：1） For the maximal oxygen uptake and anaerobic power decrease rate， there is a negative correlation between height （r= -0.364～-0.620， P0.3， Pthe improvement rate of decline in power， which has significant function for long time and high intensity competition； 2）The compatibility of aerobic and strength is not normally considered； this incompatibility is mainly reflected in the maximum strength and aerobic， and the main target is in the simple development mode （E or S）， mixed mode （E+S） will be of positive significance； 3） The correlate coefficient of anaerobic index and different strength is not consistent， but relative maximal power and speed strength exist some interaction effect， and speed strength have an important role with athlete level.

Key words：strength and conditioning； maximal force； aerobic training； anaerobic training

1 問题的提出

1.1 有氧与无氧之间的关系

从当前众多学者对这一问题的研究来看[1-4]，主要焦点在于“无氧阈”（尤其是乳酸阈模式）的训练与低强度有氧训练（尤其是血乳酸小于2 mmol/l的低强度有氧训练）之间的争论。根据我国学者陈小平（2007）的研究，乳酸阈模式最早由Kindermann在1979年提出，两极化模式代表性的研究来自德国Mader等人[5]，并在进一步的相关研究中指出，长期“比什么练什么”的思想导致了训练中的一些失误现象[6]。由此，也进一步引发了人们对训练中有氧与无氧训练问题的再思考，即是否一定需要遵循运动项目的供能特点展开运动训练。

图1显示了不同运动项目在能量代谢方面的特点，诸如100米、投掷等项目需要短时做功，动作完成以ATP-CP供能为主，划船、游泳等则表现出混合供能的特点，10 km跑、马拉松等表现出了有氧代谢的特点。然而，这些供能特点的认识是基于对比赛时能量特点的认识，而这并不意味着训练就应完全遵从比赛的特点，因为，训练中更应根据运动员的需要作出适时的调整，且不同能力之间存在着一定的制约或促进作用，这更加需要注重不同能力之间的关系论证。越来越多的学者也已经开始证明有氧能力与无氧能力之间的关系（褚云芳，2014[7]；Gibala，2006[8]）），然而从目前更多的研究来看，主要体现的是如何提高有氧和无氧能力的方案设计上，Tom（2010）[9]通过设计10 s或30 s的间歇性训练，证实了10 s（2～4 min恢复）和30 s（4 min恢复）对有氧能力和无氧能力都是有效的，相对最大功率和5 km的成绩均获得提高。Clenn（1998[10]）通过设计12×20 m的重复跑测试表明，这种重复跑的能力与最大耗氧量和氧债的关系并不明显。Billy（2010）[11]则论证了高强度间歇训练对最大耗氧量和最大血乳酸累积率的显著影响。从这些研究来看，设计提高有氧能力和无氧能力的负荷方案是训练中的一项重要任务，但两者本身的具体关系论证还并不十分明确，这也使得训练中如何更好地应用负荷方案成为一个难点或困惑之处，或是方向不明。

1.2 有氧与力量之间的关系

20世纪80年代Hickson对这一问题进行了系统研究，指出了有氧与力量的不兼容性[13]（图2），以该研究为典型代表，有氧与力量之间的关系争论逐渐成为竞技训练中的热点之一，越来越多的学者关注竞技训练中的有氧与力量问题（Hunter[14]； Nelson[15]；Rhea[16]等）。表1是对这一问题的一个简单梳理，从中可以看出，关于这一问题的研究主要呈现出三个方面，一是有氧与力量的同期训练对提高最大力量和不同类型肌纤维百分比有着积极意义，能够有效发展TypeⅠ和TypeⅡ肌纤维；二是单纯耐力或是E+S训练对最大耗氧量的提高均是有着积极意义，但对力量的发展却是存在限制作用的，这种作用甚至是显著的；三是这种作用是存在反向变化的，单纯耐力训练能够极大地削弱力量，而进行有氧与力量的融合训练却能够保持这力量的不变或变化不大。同时，一些研究开始关注有氧与力量的不同结合方式对肌肉募集能力或功率的变化。

从这些研究来看，普遍关注某种模式或组合方式（有氧，简称E；力量，简称S；有氧+力量，简称E+S；下同）对有氧或力量的影响，较少论证有氧与力量之间的关系，且缺乏从不同力量类型的角度作出明确的关系论证，这也使得这一研究具有一定的模糊性（因为训练中力量的需求类型是不一致的）。为此，有氧与力量的关系更应该体现在具体的力量类型上。Hichson在1980年虽然指出单纯有氧训练对力量的削弱作用，但并没有明确这种力量是何种力量。根据笔者对原文的考察，从力量训练的负荷和测试来看，这种力量更倾向绝对力量（以肌纤维增粗为基础），训练当中主要使用了半蹲、深蹲等手段，测试为1 RM。越来越多的研究显示，有氧与力量训练负荷干预方案（E+S）可能对运动员的肌肉募集能力、功率或运动损伤发挥积极的作用。因此，进一步对力量做出类型的划分，探究不同力量类型与有氧能力之间的关系，成为本研究的问题之一。

1.3 无氧与力量之间的关系

无氧功率的研究起始于上世纪20年代（Sargen于1921年提出），其值等于力量与速度的乘积，随着现代测量技术的发展，Wingate30秒无氧功测试成为一种重要手段，可以分别完成相对最大功率、相对平均功率及功率下降率等方面的指标，可以从不同方面反映运动员的无氧功情况。人们通常对这一问题的研究集中在力量-速度-功率曲线的变化问题上（如图3），这些研究表明了三者之间的变化关系。然而对这一问题的关注远不如有氧问题的研究力度，且随着世界运动员这一特殊群体训练水平的提升，越来越多的人们开始关注无氧功率与不同力量形式之间在运动项目中的具体关系。为此，这也成为本研究的第三个问题

2 测试对象与方法

2.1 测试对象

根据研究需要选取部分项目优秀运动员（一级以上）进行测试和论证（具体信息见表2）。

2.2 研究方法

2.2.1 测试法

1）身体素质测试

针对不同项目的特点，不同项目负责人设计了反映不同运动能力的具体测试指标（表3），其主要测试指标的说明如下：

①深蹲测试（图4）除使用次数衡量以外，对于按体重级别比赛的项目（如摔跤），使用了指数的形式进行论证（全蹲重量/自身体重），同时，测试过程中均使用次数与百分比换算方式（见表4），以避免运动损伤的发生。

双腿完成原地纵跳摸高。在墙上预先标好刻度，先测量站立时单臂伸直上举高度（A），然后记录每次上跳后指尖高度（B）。完成3次纵跳取最大值记录，纵跳高度为B-A（cm）。

③30秒两头起（图6）

热身运动后，运动员呈平躺姿势，然后，在计时员的口令下，完成30秒的两头起动作，并记录最终完成的次数，不足一次不计。测试过程中，运动员需同时将两手与两脚向中间收起，并且双手同时触及自己的小腿前部为准。

使用运动心肺功能测试系统（MaxⅡ）完成运动员最大耗氧量测试，测试前受试者进行充分的准备活动，并在跑台上进行适应，其测试方案均采用布鲁斯测试方案进行（表5）。

2）无氧功测试

无氧功采用WinGate30秒测试（Monark894E），主要指标包括相对最大功率、相对平均功率及功率下降率（表6），相對最大功率为任一5秒功率输出的最大值，主要评价ATP-CP系统能力，即通常所说的爆发力。相对平均功率和功率递减率两项指标结合用以反映做功的持续能力。

2.2.2 实验法

选取大三体育教育专业30名学生（平均年龄：2207±328岁；平均体重：6920±832 kg；平均身高：17412±430 cm）志愿参加本研究，告知实验流程和研究目的。随机分为3组（每组10人），进行为期8周的分组训练，每周3次训练课（周一、周三、周五），每次40分钟，具体分组如下：A组：进行单纯力量训练（S）；B组：进行耐力训练（E）；C组：进行力量及耐力混合训练（E+S）。其中力量训练组（S）从事卧推、卧拉、深蹲练习，每一项负荷强度要求保持在10 RM，共进行3组，每循环一组间歇3～4分钟。耐力练习组周一和周五采用采用间歇跑，方案为5×5 min的耐力跑，跑后即刻心率控制在140～150 bmp之间，周三进行持久跑。力量与耐力混合组：力量和耐力训练的方案同力量组、耐力组，但以交替的形式进行。3组实验训练前后进行1 000 m的测试样本对比分析。

3 结果与分析

3.1 有氧与无氧之间的关系

从图7可见，不同的运动项目在有氧能力与无氧能力方面存在极大差别，表现出不同项目的供能比例差异，但从相关系数的统计来看，各项目最大耗氧量与功率下降率之间保持着显著的负向变化趋势，即随着最大耗氧量的增加，功率下降率则降低，这就表示着运动员维持长时间做功的能力便越强。相比之下，最大耗氧量与相对最大功率、相对平均功率的相关性则没有这么强的关系。这预示着有氧对无氧能力的贡献可能表现在维持长时间高功率的输出能力方面。同时，笔者进一步统计了男自由跤、男子赛艇、自行车（女短）、女子佩剑、女子花剑、女子重剑、男子佩剑、男子花剑、男子重剑等项目运动员最大耗氧量与功率下降率对运动员运动等级的交互效应（表7），从中进一步显示，最大耗氧量与功率下降率对运动等级有着积极的交互效应（其作用效应大小为：功率下降%﹥最大耗氧量与功率下降%﹥最大耗氧量）。由于统计的这9个运动项目是更倾向于短时对抗项目，所以，无氧能力仍然占有主导位置，但有氧能力对无氧能力的贡献更在于维持长时间高强度的工作能力。

3.2 有氧与力量之间的关系

圖8展示了有氧组（E）、力量组（S）和有氧与力量（E+S）之间的实验结果，从结果来看，有氧与力量之间确实存在一定的制约作用，但有氧与力量的混合训练却能够使运动员的有氧能力得到提升，虽然这种提升的幅度比较有限，但却能够保持一种提升趋势。因此，力量和有氧之间存在一定的限制关系，但这种限制关系仅限于最大力量与有氧能力，且混合训练模式只是在提升速度上显得较为平缓，整体趋势是递进的。

为了能够更加清晰地说明这一问题，笔者进一步分析了快速力量与有氧能力对运动成绩或运动等级的交互效应（表8），从中可见，这种交互效应是存在的，虽然效应系数存在大小之别，但均表现出了积极的一面。因此，从这一分析来看，主要可以归结出以下关系特点：1）力量和有氧之间确实存在不兼容性问题，但这种不兼容性主要表现在最大力量与有氧能力之间，且混合模式可以保持两者一定的发展速度，只是有些平缓；2）最大力量和有氧能力对运动员的运动成绩有着交互性的效应，但效应系数存在项目上的差别；3）快速力量和有氧能力表现出了更好的相关关系，两者对运动员的运动成绩有着更为积极的意义，且在诸多项目中表现出了更为一致的相关关系。

3.3 无氧与力量之间的关系

图9是对无氧功测试各指标与不同力量形式的两变量相关分析（Bivariate分析）。从图9中可见，无氧功测试各指标中，功率下降率与力量耐力的相关系数最大，且呈现负向显著性相关关系（P<0.05），表明功率下降率与力量耐力之间存在显著的负相关关系，意味着功率下降率越高，力量耐力水平越低，这预示着对于诸多力量耐力要求较高的运动项目而言，降低功率下降率有着显著的训练学意义。同时，从其他各项相关系数来看，并没有表现出较为突出的两两相关关系。

同时，图10展示了部分项目运动员相对最大功率与快速力量之间的关系。从中发现，绝大多数项目运动员的相对最大功率与快速力量之间是一种正向关系，体现了诸多项目对相对最大功率和快速力量的共性要求，但需要进一步考虑相对最大功率与快速力量之间的关系应该把握两个基本的方向，一是两者与运动水平的关系，二是随着运动水平的增加，两者的关系程度是否是一致的。为此，笔者在这里进一步对这两个问题进行了验证。

快速力量的相关系数直方图（r） 笔者进一步对部分项目的相对最大功率与快速力量对运动成绩的交互效应进行了分析（表9），从中可以验证，相对最大功率与快速力量对运动成绩存在明显的交互效应，甚至在某些项目中呈现出非常显著的作用（如男子赛艇）。这也进一步说明，单纯发展任何一种形式意义不大，但随着运动水平的提升，快速力量的积极意义将会凸显。

4 讨论

有氧与无氧是运动员体能训练关注的两个重要方面，有氧代谢和无氧代谢能力决定于三个方面[29]：1）能源物质的储备。即ATP、CP肌糖原等在骨骼肌中的数量；2）代谢过程的调节能力，包括代谢过程酶活性在训练影响下的改变、神经激素等对代谢的调节。内环境变化时酸碱平衡和各器官间的协调等；3）运动后恢复过程的代谢能力。由此可见，这是人体运动的生理基础。但在实际训练中，“比什么就练什么”的思想（陈小平，2008[30]）长期桎梏着许多训练人的理念，这往往会形成过于偏激的训练计划，尤其是对于糖酵解供能为主的项目显得尤为重要。

研究显示，长于35 s至10 min左右的全力运动时，血乳酸值最高，其他长时间全力运动时，血乳酸值则较低。为此，许多以糖酵解供能为主的运动项目过分偏重于这一时间段的训练。在这里姑且不谈论“比什么不一定练什么”思想的正确性，但绝对的失衡至少对于优秀运动员的训练而言，应该是不可取的。运动员的训练既需要大强度的刺激，抗乳酸的训练，更需要有氧的恢复与代谢，两者相辅相成至为重要，并有助于预防运动损伤，而且从本研究来看，有氧能力的重要贡献之一就是对功率下降率的抑制，而这对于保持长时间高强度对抗能力的项目而言尤为重要，这也进一步验证了有氧能力的普遍意义性，功率下降率的降低无疑对许多长时间对抗性项目而言至关重要，而这就需要有氧能力的保障。因此，有氧与无氧的关系更加表现为功率下降率的改善，从而更有助于无氧能力的提升。

最大力量与有氧能力之间存在一定的限制关系，即存在一定的兼容性问题，这似乎较为符合Hickson等人的观点，但是从不同力量类型与有氧能力之间的关系来看，一些项目运动员的快速力量、力量耐力和功能性力量与有氧之间更是一种显著正向关系，尤其是有氧能力与快速力量之间的关系表现得更为密切，有氧能力训练可能无助于以肌纤维增粗为基础的最大力量的发展，但对快速力量却有着更为积极的意义。同时研究显示，力量与有氧的混合训练模式对有氧能力的提升仅是一种限制，但整体趋势是增加的，且两者对运动成绩均有着不同程度的交互效应。由此推测，力量与有氧是运动员的两种基本能力，从某种程度上说，有氧能力是更为基础的层面，无论是耐力项目还是无氧为主的项目，有氧耐力的作用是不容忽视的，有氧能力对许多无氧对抗项目而言似乎有着更为积极的意义，因为绝大多数的运动项目需要最终通过快速力量的发挥得到体现。因此，相对于最大力量而言，有氧能力有着更为普遍的意义，经典的力量与有氧的兼容性理论应该是专指肌纤维增粗基础的最大力量，而不是快速力量、力量耐力等，只是在训练的不同阶段或项目特点不同这种比例搭配关系会有所不同，但有氧能力的基础意义无论是对有氧耐力项目还是无氧项目，显然是不能忽视的。

无氧与力量之间并无明显的一致性关系，主要取决于哪种无氧指标，如功率下降率与力量耐力之间的关系呈现出了负向变化，对于力量耐力要求较高的运动项目功率下降率的改善可能更为关键。同时，相对最大功率与快速力量是又一对重要关系，研究显示，不同项目运动员相对最大功率与快速力量之间的相关关系表现不一，但两者对运动员运动水平存在着明显的交互作用，表明了两者的重要程度。当然，这里主要统计的是持续对抗性项目（表9），是否在其他项目中仍然能够表现出这种关系还需更多验证。

5 结论

5.1 有氧对无氧的主要贡献在于功率下降率的降低，两者存在明显的负相关关系（r= -0.364～-0.620），表明有氧能力越强功率下降率就越低，同时，两者对运动水平存在交互效應，显然，这可能预示着对长时间高强度对抗项目的重要意义。

5.2 有氧与力量之间的兼容性确实存在，但这种兼容性应该主要是指的有氧与最大力量的关系，且混合性训练模式对两者均存在增长的态势，只是有氧或力量提升的速度不比单纯的某一种模式而已。同时，有氧对快速力量的发挥却有着更为积极的意义。

5.3 无氧能力与不同形式力量之间的各指标相关性不一，且在不同的运动项目中情况也不一样。单纯地看相对最大功率与快速力量的关系并不大，但两者对运动成绩却均有着重要的作用，其交互效应较为明显。因此，训练中及时转换训练方法手段和搭配比例至为关键。

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