不同专项的青年男子速度滑冰运动员有氧、无氧能力特征研究

李淑媛，杨 明，史继祖，王一峰，时莹清，付丽娟

速度滑冰项目设置短距离500 m、1 000 m，中距离1 500 m和长距离3 000 m、5 000 m、10 000 m（魏惠琳等，2019；Muehlbauer et al.，2010）。短距离速度滑冰比赛中，运动员能量消耗大，以无氧代谢供能为主，要求机体高功率输出（陈月亮等，2009），获胜的最好策略是尽可能快地滑冰（Schenau et al.，1990）。中长距离速度滑冰比赛中，运动员有氧供能系统的贡献相对较大（Gastin，2001），恒定的功率输出是最好的滑行策略（Schenau et al.，1990）。

关于速度滑冰项目运动员有氧或无氧能力特征的文献研究国外相对较多，重视从不同速度滑冰专项的视角出发，对不同性别、不同运动水平、不同年龄的速度滑冰运动员有氧能力或无氧能力进行测试分析（Noordhof et al.，2016；Orie et al.，2014）。国内较为典型的速度滑冰有氧能力研究是针对不同性别的速度滑冰运动员进行最大摄氧量（V˙O2max）与体成分测试，分析二者间关系，并评估速度滑冰运动员有氧耐力水平（郑延峰，2008）；有代表性的无氧能力研究主要是以不同性别、不同等级的速度滑冰运动员或大学生为研究对象，完成无氧功测试并就相关的功率指标进行初步分析（李秋萍等，2000；张元峰等，2008）。研究旨在探讨不同专项的青年男子速度滑冰运动员的有氧、无氧能力特征。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

选取14位国家青年队男子速度滑冰运动员（国际级运动健将4位、运动健将10位）为研究对象。按照其速度滑冰专项的不同分为短距离组与中长距离组。所有运动员已知晓本测试的目的、流程、可能存在的风险及相关注意事项。在测试前1周，所有运动员均无伤病及大强度的训练负荷。运动员基本情况见表1。

表1 国家青年队男子速度滑冰运动员基本情况Table 1 Basic Information of National Youth Male Speed Skaters

1.2 研究方法

1.2.1 测试方法

实验前，所有测试仪器设备均按照标准流程校准调试，以满足实验要求。

测试I：体成分测试。受试者穿着统一服装，利用身高体重秤（苏宏RGZ-120，中国）赤脚测量身高。采用体成分分析仪（InBody3.0，韩国），获取体质量、去脂体质量、体脂重、体脂%等指标。

测试Ⅱ：V˙O2max测试。利用功率自行车（Monark 839E，瑞典）、心肺功能测试系统（Cortex MetaMax 3B，德国）、遥测心率表（Polar RS800cx，芬兰）进行V˙O2max测试。步骤：运动员穿戴好设备在功率自行车上热身骑行10 min，建立起对测试设备的适应性，热身结束后原地休息3 min，开始正式测试。测试初始功率自行车负荷为100 W，每3 min递增50 W（冯连世等，2002），同时监测心率等指标有无异常。判断达到V˙O2max的标准：1）呼吸商（RQ）达到或接近1.15；2）心率（HR）＞180 b/min；3）受试者感到精疲力竭；4）摄氧量随着强度的增加而出现平台（王瑞元，2007）。上述任何3种情况同时出现即可终止V˙O2max测试，分析指标包括V˙O2max绝对值、相对值等。

测试Ⅲ：Wingate 30 s无氧功测试。根据每位运动员的身体条件调整功率自行车（Monark 894E，瑞典）座高、脚蹬及阻力，阻力设置（N）=阻力系数（0.98）×受试者体重（kg）（冯连世 等，2002），采用心率表（Polar RS800cx，芬兰）监测心率。调试校准完毕，运动员在功率自行车上开始10 min热身骑行运动，心率达到150 b/min以上，其间要进行2～3次全力蹬骑（每次持续4～8 s）。热身准备活动结束后原地休息3 min，待心率降低至100 b/min即可正式测试。受试者以最快的速度蹬车，自行车功率计自动迅速从零阻力加到预定阻力，工作人员予以时间提示，鼓励运动员拼尽全力坚持至测试结束，全程臀部不能离开鞍座。分析指标包括最大功率、平均功率、每千克体质量递减功率、每秒递减功率等。

测试Ⅳ：血乳酸（Bla）测试。在Wingate 30 s测试结束后，采取安静型恢复方式，在恢复期第1 min、3 min、5 min、7 min、9 min、15min采集运动员耳血（杨锡让 等，2007），利用台式血乳酸分析仪（YSI-1500，美国）分析血乳酸值、血乳酸峰值（Blamax）、血乳酸清除速率等。

1.2.2 数理处理与分析

采用SPSS 21.0进行数据统计，以平均数±标准差表示，有氧能力、无氧能力各指标进行独立样本t检验，组间差异均采用P值表示，P＜0.05表示有显著差异。

2 结果

2.1 不同专项的青年男子速度滑冰运动员有氧能力测试结果

在本研究中，短距离组与中长距离组青年男子速度滑冰运动员的呼吸商（RQ）分别为1.20±0.52、1.17±0.05，均高于1.15标准值；两组运动员的心率也高于180 b/min；运动员均坚持到力竭后，停止测试。本研究中V˙O2max的测试达到了标准，测得V˙O2max等相关指标是可信且有效的。

表2显示，短距离组与中长距离组青年男子速度滑冰运动员的V˙O2max（绝对值与相对值）、V˙O2max/去脂体质量、最大心率、最大肺通气量等指标进行比较，组间差异均不显著（P＞0.05）。

表2 国家青年队男子速度滑冰运动员有氧能力测试结果Table 2 Results of Test of Aerobic Capacity in National Youth Male Speed Skaters

2.2 不同专项的青年男子速度滑冰运动员无氧功测试结果

表3显示，短距离组青年男子速度滑冰运动员最大功率相对值、每千克体质量递减功率、每秒递减功率均高于中长距离组运动员，组间差异显著（P＜0.05）；但最大功率绝对值、最大功率/去脂体质量、平均功率（绝对值、相对值）、平均功率/去脂体质量两组之间比较，组间差异均不显著（P＞0.05）。

表3 国家青年队男子速度滑冰运动员Wingate 30 s无氧功测试结果Table 3 Results of Test of Anaerobic Capacity in National Youth Male Speed Skaters

2.3 不同专项的青年男子速度滑冰运动员Wingate 30 s无氧功后血乳酸测试结果

表4显示，Wingate 30 s无氧功测试后，恢复期第1 min，两组血乳酸差异并不显著；但在恢复期第3 min、5 min、7 min、9 min、15 min，短距离组速度滑冰运动员血乳酸浓度远高于中长距离组运动员，组间差异显著或非常显著（P＜0.05或P＜0.01）。

表4 国家青年队男子速度滑冰运动员恢复期不同时刻血乳酸值Table 4 Results of Blood Lactate National Youth Male Speed Skaters in Different Time of Recovery mmol/L

测定运动后乳酸清除速率，不仅能够反映运动中产生乳酸的能力，还可以反映运动后清除乳酸的能力（郭黎等，2005），乳酸清除能力对运动员具有十分重要的生物学意义。

本研究计算血乳酸清除速率的公式：

V=（Blamax-Bla15）/（15-t）

其中，Blamax为血乳酸峰值，Bla15为第15 min血乳酸值，t为峰值出现的时间。短距离组与中长距离组速度滑冰运动员的血乳酸峰值及血乳酸清除速率见表5。结果显示，短距离组速度滑冰运动员血乳酸峰值高于中长距离组运动员，组间差异非常显著（P＜0.01）；但两组血乳酸清除速率的组间差异则并不显著。

表5 国家青年队男子速度滑冰运动员血乳酸峰值与血乳酸清除速率Table 5 Results of Peak Value and Clearance Rate of Blood Lactate in National Youth Male Speed Skaters

3 分析与讨论

3.1 有氧能力特征分析

3.1.1 速度滑冰各小项的有氧供能百分比

对于竞速性项目来说，有氧供能百分比是最为基础的生物学特征之一（黎涌明，2013）。了解速度滑冰各小项有氧供能百分比十分必要。根据不同竞技体育项目专项有氧供能计算方法（y=22.404×Lnx+45.176，R2=0.933 4，y为有氧供能百分比/%，x为持续时间/min）（黎涌明等，2014）及男子速度滑冰世界纪录（Anonymous，2020）（截止时间2020年9月2日），分析速度滑冰各小项有氧供能百分比。500 m，1 000 m短距离速度滑冰项目的有氧供能百分比分别为32%、49%，而1 500 m、5 000 m、10 000 m中长距离速度滑冰项目的有氧供能百分比逐渐递增到57%、85%、96%。这表明速度滑冰比赛距离愈长，运动员的速度滑冰成绩对有氧供能依赖程度愈高。

3.1.2 不同专项的青年男子速度滑冰运动员V˙O2max等有氧能力特征

V˙O2max主要反映了人体在长时间运动过程中机体呼吸和循环系统氧的运输能力，是评定运动员有氧能力的重要指标之一（冯连世 等，2002）。V˙O2max有绝对值（L/min）与相对值（ml/kg/min）两种表示方法（王瑞元等，2002）。在评价速度滑冰运动员有氧能力水平时，Nemoto等（1985）认为，采用V˙O2max绝对值比其相对值更具有意义，提出V˙O2max绝对值是影响速度滑冰成绩高低的主要因素，并建议以提高速度滑冰运动员V˙O2max绝对值为目标，制定并实施训练方案以提高运动成绩。HRmax对于评价运动员心脏泵血功能、训练强度和训练负荷等具有重要意义（霍鑫，2010）。

本研究显示，青年男子中长距离组速度滑冰运动员的V˙O2max绝对值、相对值、最大心率、最大肺通气量与短距离组速度滑冰运动员接近。这表明当前青年男子中长距离速度滑冰运动员的有氧能力并不突出，基本与短距离速度滑冰运动员的有氧能力相当，需要予以重视。

为进一步了解当前我国青年男子速度滑冰运动员的整体有氧能力水平，将本研究与国外类似研究进行对比分析，发现本研究青年短距离、中长距离速度滑冰运动员有氧能力水平整体相对较低，与荷兰等世界一流速度滑冰强队相比还存在较大差距。我国速度滑冰项目长距离弱于短距离、后程弱于前程等问题（李博等，2019）与有氧能力水平低下密切相关。因此，加强我国青年男子速度滑冰运动员，特别是中长距离速度滑冰运动员有氧能力训练迫在眉睫。借鉴荷兰速度滑冰运动员屡创奥运佳绩的经验，增加中长距离速度滑冰运动员低强度（≤2 mmol/L血乳酸）训练时间或距离比例（接近80%）、减少中高强度（2～4 mmol/L以及＞4 mmol/L血乳酸）训练比例（Orie et al.，2014）。低强度训练负荷主要提高机体外周的适应即氧利用能力，而高强度训练负荷主要提高机体中枢的适应即氧运输能力（Laursen et al.，2002）。与氧利用能力相关的结构（肌肉）通过训练可适应度要远大于与氧运输能力相关的结构（心肺）。大量低强度持续训练对于周期性运动项目的意义在于完善技术、提高运动的效率或经济性（黎涌明，2015）。中长距离速度滑冰运动员发展有氧能力需注意强化正确的技术和单一动作的用力效果，使有氧训练与力量的发展和技术的掌握有机地形成一个整体（陈小平，2004）。有氧能力训练对短距离速度滑冰运动员也同等重要，只有在发展有氧能力基础上才能提高无氧能力（潘业福等，2001）。实证分析也表明，对优秀的500 m短距离速度滑冰运动员实施改进的有氧能力训练，可以有效地提高其有氧能力、血乳酸清除效率及竞赛成绩（严力 等，2008）。

3.2 无氧能力特征分析

3.2.1 不同专项的青年男子速度滑冰运动员Wingate 30 s无氧功分析

无氧能力是运动员在短时间内输出最大功率的能力，是运动中人体肌肉的无氧代谢供能系统提供ATP的极限能力，表示肌肉在磷酸原和糖酵解供能条件下的做功能力（冯连世等，2003）。磷酸原系统供能是运动员爆发力的基础，速度滑冰比赛中的原地起动、加速、变速、超越和冲刺等都需要该系统的供能；糖酵解供能是运动员速度耐力的基础之一。通过最大功率评价运动员爆发力，功率越大则爆发力越强。平均功率评价运动员的速度耐力，反映机体维持高功率持续做功能力，其数值越大，则运动员速度耐力越好（张元锋等，2008）。有研究显示，Wingate无氧功与500 m速度滑冰成绩高度相关（Smith et al.，1991）。

依据冯炜权制定的运动项目生化分类法，结合两组速度滑冰运动员的血乳酸峰值可界定本研究中30 s无氧功测试属于典型的糖无氧代谢类型（冯炜权，1989）。本研究显示，30 s无氧功测试中，短距离组速度滑冰运动员最大功率相对值显著高于中长距离组速度滑冰运动员，反映出两组速度滑冰运动员短时间内克服阻力快速启动磷酸原系统供能水平存在差异。短距离组比中长距离组速度滑冰运动员启动磷酸原供能能力更强、瞬间产生的爆发力更大。两组速度滑冰运动员平均功率（绝对值与相对值）以及平均功率/去脂体质量等指标基本接近，表明两组速度滑冰运动员速度耐力基本无差异。30 s无氧功率递减指标分析显示，短距离速度滑冰运动员每千克体质量递减功率、每秒递减功率远高于中长距离速度滑冰运动员，表明长时间以较高功率完成大强度无氧做功时，与中长距离速度滑冰运动员相比，短距离速度滑冰运动员抗疲劳能力更差。

本研究的青年男子短距离速度滑冰运动员最大功率与平均功率显著高于国内优秀大学生速度滑冰运动员及短距离专项自行车运动员，表明青年男子短距离速度滑冰运动员具备相对较好的爆发力和速度耐力，同时也反映出磷酸肌酸系统与糖酵解系统供能能力较强；但是其最大功率与平均功率远低于荷兰国家青年男子速度滑冰运动员，与世界一流水平运动员无氧能力还存在较大差距。我国青年男子速度滑冰运动员的无氧能力训练亟待加强。Hofman等（2017）对荷兰优秀男子速度滑冰运动员（冬奥会、世界杯赛或世锦赛奖牌获得者，n=13）进行3年追踪研究发现，夏训期无氧功的最大功率、平均功率有1 W/kg的提高，其冬季竞赛期1 500 m速度滑冰成绩可相应提高0.92 s、2.32 s。

3.2.2 不同专项的青年男子速度滑冰运动员无氧功测试后的血乳酸分析

血乳酸是糖酵解供能系统的终产物，也是有氧代谢供能系统的氧化基质（吴昊等，1997）。血乳酸变化是骨骼肌等组织中乳酸生成速率、乳酸进入血液的速率和血液中乳酸消除速率之间平衡的表现（郭黎等，2005）。本研究显示，不同专项青年男子速度滑冰运动员30 s无氧功后血乳酸峰值差异显著。短距离组比中长距离组速度滑冰运动员的血乳酸生成速度快、上升幅度大且相对持久。短距离组速度滑冰运动员的血乳酸峰值为（17.30±0.72）mmol/L（出现在恢复期等3～7 min），中长距离组速度滑冰运动员的血乳酸峰值为（13.99±1.31）mmol/L（出现在恢复期等3～9 min）。这与杨锡让等（2007）的研究结果一致，高强度运动中，乳酸积累值较大（10～20 mmol/L之间）且持续时间长，血乳酸峰值常出现在运动后3～12 min。上述分析表明，短距离组比中长距离组速度滑冰运动员启动糖酵解系统供能速度更快、供能能力更强。本研究显示，短距离组、中长距离组速度滑冰运动员的血乳酸清除速率均远高于年龄相近的常人（男）血乳酸清除速率［（0.17±0.03）mmol/L/min］；而与年龄相近的男子中跑运动员（800 m专项）的血乳酸清除速率［（0.24±0.06）mmol/L/min］相当（郭黎等，2005）。表明两组速度滑冰运动员血乳酸清除能力均好于常人，同中跑运动员血乳酸清除能力接近。但是由于短距离组速度滑冰运动员糖酵解系统供能更强、乳酸生成更多，相应地对乳酸清除能力也要求更高。因此，短距离组速度滑冰运动员应有意识地加强耐力训练，以助于肌肉提高消除乳酸的速率，即提高氧化乳酸的能力（冯炜权等，1990）。有研究指出，当有氧能力这一决定运动员耐力水平的基础能力没有得到应有的重视和发展时，其不仅影响有氧能力本身，同时也制约了运动员无氧能力水平的提高（陈小平，2004）。

4 结论

1）不同专项的青年男子速度滑冰运动员有氧能力基本无差别；2）在启动磷酸原系统与糖酵解系统方面，不同速度滑冰专项青年男子运动员差别显著，短距离比中长距离组速度滑冰运动员启动磷酸原与糖酵解系统速度快、能力强，更易疲劳；3）不同专项的青年男子速度滑冰运动员血乳酸清除能力无差异，并且均显著高于常人，与中跑运动员的血乳酸清除能力相当；4）我国青年男子速度滑冰运动员与世界一流速度滑冰运动员的有氧能力、无氧能力相比存在较大差距，亟待进一步提高。