世界优秀高山滑雪运动员竞技表现影响因素的研究进展

李振　葛春林　吴迪　赵亮

摘    要：基于Web of Science等数据库中关于高山滑雪的文献研究，综述世界优秀高山滑雪运动员竞技表现的影响因素，研究发现：1）技术型项目运动员具有身材矮小、下肢短、瘦体重含量高的特征;速度型项目运动员具有身材高大、体脂率较高的特征;比赛时供能方式以无氧代谢为主，回转-大回转-超级大回转-滑降的有氧供能比例依次提高;运动员均具备优异的下肢、核心肌群力量以及平衡稳定能力。2）技术型项目运动员注重卡宾转弯技术的使用，该技术具有双腿共负荷、启动时相长、转弯第II时相短的特征;速度型项目运动员重视跳跃技术的使用，起跳角度、起跳速度、空中姿势和落地坡度是关键技术环节。3）技术型项目运动员应注重提高过弯速度、减小转弯半径、优化滑行轨迹、降低地面反作用力的能力，速度型项目运动员应注重提高减少空气阻力和降低雪板与雪面摩擦力的能力。4）技术型项目主要依靠增加水平门距、缩短旗门间距以及选择陡峭的坡度来控制滑行速度，速度型项目则主要依靠缩短旗门间距来控制滑行速度。5）高山滑雪运动员最易损伤部位是膝关节，损伤率随速度增加而升高，损伤类型呈现动态变异性;技术型项目运动损伤机制主要与转弯速度快和转弯半径小相结合而导致的高负荷有关，速度型项目运动损伤机制主要与较快的速度和跳跃有关。我国高山滑雪运动员竞技表现的提升应围绕上述影响因素开展针对性的训练，以期实现冬奥会该项目运动成绩新突破。

关键词：高山滑雪;世界优秀运动员;竞技表现

中图分类号：G 808           學科代码：040303           文献标识码：A

Abstract：Based on the research literature on alpine skiing in Web of Science databases， this paper summarizes the influencing factors of competitive performance of world elite alpine skiers. The results show that： 1） Technical athletes have the characteristics of short stature， short lower limbs and high lean body weight; speed athletes have the characteristics of tall and high body fat rate; during the competition， anaerobic metabolism was the main mode of energy supply， and the proportion of aerobic energy supply increased from slalom-giant slalom-super G-downhill; all athletes have excellent strength of lower limbs， core muscles and balance and stability. 2） Technical athletes pay attention to the use of carving a turn， which has the characteristics of common load on both legs， long starting time and short second turning time; speed athletes pay attention to the use of jumping technology， taking off angle， taking off speed， air posture and landing slope are the key technical links. 3） Technical athletes should pay attention to the ability to improve the turning speed， reduce the turning radius， optimize the sliding track and reduce the ground reaction force. Speed athletes should pay attention to the ability to reduce air resistance and reduce the friction between snowboard and snow surface. 4） Technical events mainly rely on increasing the horizontal gate spacing， shortening the gate spacing and selecting steep slope to control the skiing speed， while speed events mainly rely on shortening the gate spacing to control the skiing speed. 5） The most common injury part of alpine skiers is the knee joint. The injury rate increases with the increase of speed， and the injury types show dynamic variability. The sports injury mechanism of technical events is mainly related to the high load caused by the combination of fast turning speed and small turning radius. The sports injury mechanism of speed event is mainly related to faster speed and jump. The improvement of the competitive performance of Chinese alpine skiers should be carried out around the above influencing factors in order to achieve a new breakthrough in the sports performance of Olympic Winter Games.

Keywords：alpine skiing; world’s elite athletes; competitive performance

高山滑雪是一项集娱乐与竞技为一体的运动，在1936年德国加尔米施-帕滕基兴举行的第4届冬季奥运会上被正式列为比赛项目。高山滑雪项目包括男（女）回转、大回转、超级大回转、滑降、全能各5个分项（其中回转、大回转为技术型项目，超级大回转、滑降为速度型项目）和团体1项，共计11个小项，合计33块奖牌。受气候条件、竞技水平、场地设施、群众基础等多种因素影响，高山滑雪项目一直是中国冬奥代表团的弱项[1]。2018 年平昌冬奥会中国高山滑雪队仅有男、女各1名运动员通过基数名额（basic quota）获得大回转项目的参赛资格。奖牌的获得源于运动员比赛中良好的竞技表现，在高山滑雪比赛中，冠军之争通常只有百分之一秒的差距[2]，因此探索优秀高山滑雪运动员竞技表现的影响因素尤为重要。

竞技表现是运动员在比赛中所表现出来的竞技能力或竞技水平[3]，是运动训练干预与赛场竞技发挥的综合效应[4]，也是项目特征特定的表达方式。多年来，有关高山滑雪竞技表现的研究取得了较大的进展，主要涉及生物力学[2]、生理生化[5]、训练学[6-7]、运动损伤[8-11]等领域，但对其影响因素的研究并没有形成统一共识和明确认知，相关系统的综述也不多见。鉴于此，本文以“Alpine Skiing”OR“Alpine Ski”OR“Alpine Skiers”作为主题词，对Web of Science核心合集数据库进行检索（检索日期为2020年10月31日），获取与优秀高山滑雪运动员竞技表现相关的文献577篇，通过“Citespace”软件进行系统化分析，发现影响高山滑雪运动员竞技表现的因素主要集中在体能（174篇）、技术（39篇）、战术（59篇）、赛道与设备（69篇）和运动损伤（236篇）等方面。因此，本文从以上5个方面对影响世界优秀高山滑雪运动员竞技表现的因素进行梳理和总结，探究提升优秀高山滑雪运动员竞技表现的具体途径，缩小我国与世界优秀高山滑雪运动员竞技水平之间的差距。

1   体能特征

1.1  形态学特征

运动员的身体形态是影响比赛成绩的重要因素[12]，Haymes 等[13]研究发现体脂率较高的运动员在滑降比赛中往往会有更好表现。Song[5]发现高山滑雪运动员的小腿长度与其滑雪成绩显著负相关。此后，Orvanová[14]通過对比5项冬季项目运动员的身体形态学特征发现，身材矮小、低脂率和瘦体重含量高是回转项目运动员的重要特征，较好的下肢肌力和较短的下肢长度，更有利于运动员维持滑行中的身体平衡。由此可见，身材矮小、下肢短、瘦体重含量高的运动员在旗门数量多、连续转弯多的回转和大回转项目中具有一定优势;而身材高大、体脂率较高的运动员在旗门少、转弯少的超级大回转和滑降项目中优势更为明显，但转弯时又需要控制速度，因此运动员对体重也需要合理控制。虽然也有研究[15]表明人体形态学特征与高山滑雪竞技表现之间没有相关性，原因在于运动员的竞技表现受耐力、力量、速度、协调以及动机、集中力和承受压力的能力等多种因素影响，但并不能排除身体形态对运动成绩的影响。

综上所述，高山滑雪运动员具有较明显的分项身体形态特征，总体来看呈现出身材高、体重大的发展趋势[16]，发达的肌肉和较高的身高有利于运动员在高角速度下产生较大的扭矩，提供了滑行或转弯时需要的动力和杠杆力[17]。上述形态学特征均可作为我国高山滑雪项目运动员选材的重要参考依据。

1.2  身体机能特征

高山滑雪是一项持续45～120 s的高强度运动项目，机体能量供应由无氧代谢和有氧代谢共同组成[18]。Veicsteinas 等[19]发现世界精英高山滑雪运动员在完成55～70 s的回转和大回转比赛时的供能比例相似，分别为25%～30%的ATP-CP供能、40%的糖酵解和30%～35%的有氧供能，基于大回转比赛的时间长于回转（约15 s），认为回转项目的运动员无氧供能比例多于大回转项目。Saibene等[20]对意大利高山滑雪国家队运动员在完成82 s的大回转比赛后进行血乳酸测试的结果为9.0 mmol/L，供能方式为28.3%的ATP-CP供能、25.4%糖酵解供能、46.4%的有氧供能。Karlsson等 [21]发现瑞典优秀滑雪运动员在完成93 s大回转比赛后的平均血乳酸为13.0 mmol/L（8.0～15.7 mmol/L）。White 等[22]通过对国际级、国家级、省市级不同水平的高山滑雪运动员进行专项体能测试，发现无氧功率是区分不同级别和不同性别运动员的有效预测指标。但Eriksson等[23]通过对优秀滑降运动员的糖原消耗、肌纤维类型、线粒体含量、最大摄氧量的测试，认为滑降运动员具有较强的无氧能力和有氧能力，且对有氧能力的需求高于无氧能力。Haymes等[13]通过对美国高山滑雪队的体能测试发现，VO2max是预测女性滑降运动员成绩最重要的一项因素（积分与最大摄氧量显著负相关r=-0.66）。Duvillard [24]也认为技术型项目的机体能量供应更多地以无氧代谢为主，而距离较长的速度型项目则以有氧代谢为主。

世界优秀高山滑雪运动员具备较强的有氧能力[25-26]，但有氧能力并非影响高山滑雪运动成绩的决定因素[17，22，27]，主要原因在于在整个比赛中运动员腿部肌肉反复进行高强度的等长收缩和离心收缩，流向工作肌肉的血流受到限制，从而减少氧气输送和增加代谢产物乳酸等积累，通过中枢和外周机制导致骨骼肌疲劳，进而影响其竞技表现。综上，高山滑雪运动员在比赛中的能量代谢以无氧供能为主，但从回转-大回转-超级大回转-滑降项目的有氧供能比例依次提高，速度型项目的机体供能具体比例有待进一步验证。

1.3  运动素质特征

1.3.1  力量素质

1）下肢肌肉力量。高山滑雪运动是一项缓慢的膝关节离心伸肌运动[28]，运动员在高速滑行或转弯时膝关节伸肌肌群重复进行缓慢离心收缩会产生更大的肌力[29]，用以抵抗重力、雪面与雪板的摩擦力以及维持转弯时雪板两侧立刃转换的身体平衡。Neumayr等[15]测试奥地利高山滑雪国家队运动员左右膝关节屈伸肌力发现，男性、女性均无显著性差异，女性峰值力矩约为男性的60%，膝关节屈伸肌力比在0.57～0.60之间。另有研究表明[30]，优异的下肢肌力和爆发力是优秀高山滑雪运动员最显著的体能特征之一，由于不同分项技术动作的差异性，导致运动员肌肉收缩模式也存在一定差异。Berg等[31]通过对高山滑雪运动员在回转、大回转、超级大回转转弯时膝关节伸肌肌群的肌电测试，发现在测试的所有项目中，运动员膝关节伸肌活动均接近最大值，且离心收缩多于向心收缩。Clarys等[32]对滑降运动员在滑行过程中的肌电研究发现，运动员下肢伸肌和屈肌共同收缩水平高。综上所述，技术型项目需要运动员进行连续的转弯变向，膝关节伸肌以缓慢的离心收缩不断重复加载-卸载负荷模式为主;而滑降项目有较长的直线团身滑行阶段，此时运动员膝关节屈肌、伸肌以高强度的等长收缩负载模式为主。因此，不同分项的运动员对于下肢肌肉力量的训练有所区别。优先发展运动员下肢最大力量、爆发力、力量耐力[33]，同时，在相对较低的速度下模拟滑雪转弯时的肌肉负载模式[27]，技术型项目运动员的下肢肌肉力量以缓慢的离心和向心运动训练为主，速度型项目运动员则要重视下肢肌肉的等长收缩训练，均强调使用超负荷的离心运动装备或训练策略以提高精英高山滑雪运动员下肢肌肉力量。

2）核心肌群力量。运动员的核心肌群在转弯过程中，起着维持肩部水平，抵抗内侧肩部下拉力的作用，为其上体侧曲提供动力，以保持滑行过程中上体的稳定性[6]。特别是强有力的躯干力量对运动员保持身体最佳姿态和抵抗背部过度负荷具有重要意义。Hildebrandt等[34]采用“CON-TREXRTP 1000”测试系统，以150°/s测试角速度对109名奥地利国家队队员和47名体育学院学生（对照组）的躯干最大向心屈伸肌力进行测试，结果表明：男性运动员与对照组的相对屈曲峰值力矩分别为（2.44±0.30） N·m/kg vs （2.32±0.42） N·m/kg（p=0.003），相对伸展峰值力矩为（4.53±0.65） N·m/kg vs （4.11±0.52） N·m/kg（p=0.001）;女性运动员与对照组的相对屈曲力矩（2.05±0.22） N·m/kg vs （1.74±0.28） N·m/kg（p=0.006），相对伸展力矩为（3.55±0.53）N·m/kg vs （3.14±0.48 ）N·m/kg（p=0.001）;女性和男性的躯干屈伸肌力比率为0.54～0.59，没有显著差异，可以看出优秀高山滑雪运动员在较低屈伸比的情况下明显更强壮。此外，臀大肌在维持高山滑雪运动员身体姿势和对抗转弯过程中的离心力也具有重要意义[6]。Hintermeister 等[35]通过对精英运动员在回转和大回转转弯时的肌电测试发现，股内侧肌、股外侧肌、股二头肌、臀大肌、内收肌、内侧腓肠肌、股直肌和竖脊肌的峰值振幅均大于最大自主收缩（MVC）的150%，所有肌肉都处于中高水平的激活状态，说明在转弯过程中有较多的下肢肌群和核心肌群都参与了维持身体姿势和平衡。因此，不论是技术型项目在转弯过程中频繁地加载-卸载负荷，还是速度型项目跳跃技术落地动量的抵消，均需要运动员具有优异的下肢力量和核心肌群力量。

1.3.2  平衡能力

维持非稳定状态下高速滑行和转弯时的身体平衡能力是优秀高山滑雪运动员具备的另一项专项体能素质[35-36]。Noe[37]对国家队和省队水平的高山滑雪运动员进行动静态平衡测试发现，在穿着雪靴时的平衡能力并无显著差异。Lesnik等[36]针对12～13岁和14～15岁青少年高山滑雪运动员的平衡能力与滑雪成绩之间关系的纵向研究发现，无论受试者的体重和身高有无变化，其平衡能力（中外侧、前后和整体稳定性指数）都没有显著变化，且12～13岁组的平衡指数与滑雪成绩的相关性高于14～15岁组。由此可见，平衡能力对处于不同阶段水平的高山滑雪运动员均具有重要意义，尤其是处在12～13岁年龄段的青少年运动员。

2   技术能力特征

2.1  转弯技术

转弯或变向是高山滑雪运动技术型项目的标志性动作，由于赛道短，垂直落差小，运动员需要进行多次转弯和变向。不仅如此，Federolf [38]发现运动员滑行轨迹的长度差异主要发生在转弯阶段，可能的原因在于过早或过晚进入转弯阶段，导致身体未贴近旗门，或者转弯结束时的高地面反作用力导致打滑，从而偏移最佳轨迹。转弯技术主要分为“传统平行转弯技术”和“卡宾转弯技术”，卡宾转弯技术是当前普遍采用的转弯技术。Supej等[39]认为世界优秀高山滑雪运动员赛段时间的差异主要来自卡宾转弯技术和平行转弯技术的合理运用能力。二者的相同点在于转弯的过渡时相相似，可以观察到明显的向上减重和交换板刃的变化。区别在于，卡宾转弯技术在所有转弯时相都呈现出双侧腿共同负荷的特点，且具有相对较长的启动时相和相对较短的转弯II时相（滑雪板转出下落线）（见图1），同时卡宾转弯技术需要运动员具有更好的矢状平衡能力和板刃转换能力，以保持身体重心在滑雪板的中心位置[40];而传统平行转弯技术转弯时，运动员外侧腿起着主导的作用，而内侧腿可能只起着稳定的作用[41]。由此可见，卡宾转弯技术在相对更早的阶段或离旗门更远的地方进入转弯，以提高运动员过弯速度，而后通过板刃刻雪以减小转弯半径，从而减小轉弯总时间，但整个过程需要双腿共负荷，对运动员的腿部力量和身体平衡能力要求较高。

2.2  跳跃技术

跳跃技术是高山滑雪速度型项目运动员滑行技术的重要组成部分，同时也是造成运动员高损伤率的原因之一[42]。运动员起跳时身体失衡会导致其在空中飞行时产生角动量，在此过程中，因角动量主要受空气阻力的影响，所以飞行时间越长，身体产生的旋转角度越大，落地时身体失衡越严重[43]。Gilgien等[43]统计了滑降、超级大回转、大回转项目运动员的平均跳跃飞行次数、距离、时间，发现超级大回转项目运动员跳跃飞行的距离比滑降项目少21%，而飞行时间仅缩短6%。Schindelwig等[44]引入等效着陆高度的概念，用以评估运动员跳跃动作，并证明了ELH主要受起跳角度、起跳速度和着陆坡度的影响，着陆速度则受起跳飞行姿势的影响，在起跳速度为26.4 m/s、飞行距离为40 m的跳跃飞行中，相对直立姿势的着陆速度比团身姿势可减少1.4 m/s，而落地时的冲量只能通过肌肉力量抵消。因此，对于超级大回转和滑降等使用跳跃技术项目的运动员，可以通过改变起跳倾角或起跳速度调整等效着陆高度的方式，加强双下肢和核心肌群力量训练，控制起跳和落地环节的身体平衡，借助不同坡度的地形开展跳跃技术的专项训练，以提高比赛中的竞技表现和降低损伤风险。

3   战术能力特征

3.1  运动学特征

3.1.1  转弯速度与滑行轨迹

高山滑雪是一项以时间作为评定比赛胜负的运动，滑行轨迹和滑行速度是影响比赛时间的主要因素。有研究发现[39]，世界优秀运动员在部分赛段的时间差异高达10%。从理论上讲，接近旗门的直线距离是滑行轨迹的最短距离，但此滑行路线会导致运动员转弯半径减小，转弯过急，速度减慢，增加滑行时间;较长的滑行轨迹和较大的转弯半径，可以使运动员保持较高的滑行速度，却需要耗费更多的滑行时间。在实际的比赛中，运动员控制滑行速度和选择滑行轨迹之间的相对平衡关系还受到来自诸多外部因素的影响，如雪质状况、地形坡度、旗门设置等。Lenik等[45]和van等[46]均证实在回转比赛中最短的滑行轨迹并不能保证进入下一个转弯时运动员仍保持最佳的状态，但在测试中也发现相对短而直的滑行轨迹也具备达到更快速度的可能性，认为轨迹长度并不是影响运动员速度的唯一因素。因此，更短的滑行轨迹仅仅适合特定阶段，是否适合整個线路有待进一步验证。而后Federolf[38]研究发现，回转项目运动员的瞬时表现dt/dz （每米高度差的所用时间）取决于运动员的速度v（z）和滑行的轨迹长度ds/dh（每米高度差的滑行距离）。通过对运动成绩的多元回归分析，发现速度（波动范围约为9%）对运动员成绩的影响要大于滑行轨迹（波动范围仅为3%～7%）。Supej等[47]基于对2003年世界杯男子大回转比赛16名队员一个转弯周期的能量耗散分析，发现运动员通过最短转弯半径的直线不一定是最有效的滑行策略。而与缩短滑行轨迹长度相比，最大限度地减少每个入口速度（即保持速度）的微分比机械能的变化可以更好提高大回转项目运动员的竞技表现[48]。

综上所述，运动员的滑行轨迹以及该轨迹如何提高或保持高速滑行，跟技术本身同等重要。在回转、大回转技术型项目比赛中，运动员根据个人滑行技术，在保持高速滑行的同时尽可能缩短滑行轨迹，可以有效提高运动员的竞技表现;而相对于缩短滑行轨迹来说，保持或提高其滑行速度可以更好地提升运动员的竞技表现。

3.1.2  转弯半径

除速度和滑行轨迹外，转弯半径是影响运动员竞技表现的另一个重要运动学参数。不同分项的转弯半径差异较大，Gilgien等[43]通过差分全球卫星导航技术和构建数字地形模型收集了不同分项运动员转弯的运动学参数，大回转、超级大回转、滑降项目的平均转弯半径依次为22.7 m（最大值8.4 m）、52.0 m（最大值17.2 m）、61.6 m（最大值20.6 m），随着项目地形垂直落差升高、线路长度的增加、滑行暴露时间的延长呈现出转弯半径依次增大的规律。Supej等[49]通过分析优秀回转项目运动员与普通运动员相同赛段的3D运动学参数，发现在运动员质心转弯半径、雪板转弯半径等运动学参数均无显著性差异，但两组之间的速度和微分比机械能存在显著差异（p<0.001和p<0.05），验证了雪板转弯半径与微分比机械能成正相关（r=0.58，p<0.001），优秀运动员均以较高的速度和在相似的微分比机械能范围内进行滑行。因此，回转比赛中减少雪板的转弯半径，可以有效提高运动员的竞技表现。而在大回转比赛中，减小转弯半径会增加运动损伤风险的发生[50]，原因在于减小转弯半径会诱发运动员身体重心向后、向内倾斜，此时如有其他因素导致身体失衡，双下肢的缓冲能力就会降低。与超级大回转和滑降相比，较多的转弯、较小的转弯半径和相对较高的速度导致大回转项目运动员承受的平均和最大地面反作用力更大，对运动员的平衡能力提出更高的要求。因此，技术型项目运动员提高竞技表现的关键是在频繁的转弯过程中寻找与高速转弯适配的转弯半径，快速安全地通过每个旗门。

综上，保持较高的滑行速度、选择较短的滑行轨迹和减小转弯半径是提升各分项运动员竞技表现的首选策略，尤其是技术型项目的运动员。如通常在距离旗门更远或较早的地方开始转弯，在较高的速度下使身体贴近旗门完成过弯，较高的出弯速度有利于运动员在进入下一个旗门时保持更高的滑行速度，与减小转弯半径相比保持较高的过弯速度更有利于提高运动成绩。而对于速度型项目的运动员来说，在保证速度的前提下，选择最佳滑行轨迹显得更为重要。

3.2  动力学特征

3.2.1  地面反作用力

近年来，随转弯速度的提高和转弯半径的减小，导致运动员转弯时承受的地面反作用力增大。有研究证实，回转比赛转弯时地面反作用力可高达体重的4倍[47]，而高能量耗散总是与最大的地面反作用力同时发生[49]，并呈现出周期性变化的特点[51]。不同分项转弯时运动员承受的地面反作用力也具有较大差异。多项研究表明[43，51-52]，回转、大回转、超级大回转、滑降项目运动员转弯时承受的最大地面反作用力呈现出依次降低的趋势，平均值分别为1.69 BW、1.46 BW、1.42 BW、1.21 BW，但是随着转弯半径增大持续时间依次延长，达到最大地面反作用力的时间也依次延长，运动员承受的地面反作用力却是依次增大的，造成力的加载-卸载时间依次延长。同一项目不同的旗门间距，转弯周期中运动员承受的地面反作用力的受力时间模式也存在差异。Reid [53]基于视频的3D测量对回转项目10 m和13 m两种旗门间距转弯时的地面反作用力进行收集，发现在转弯的早期阶段运动员承受的地面反作用力在10 m旗门距离的线路上明显更大，力的增长速度更快，最大的地面反作用力出现在旗门附近，而在13 m旗门距离的线路上，最大地面反作用力出现在运动员通过旗门后。

综上所述，回转、大回转等技术型项目运动员转弯时承受的最大地面反作用力明显大于超级大回转和滑降等速度型项目，而运动员所承受总的地面反作用力与此相反，提示速度型项目运动员需要更好的体能储备。

3.2.2  能量耗散

高山滑雪运动中的能量耗散（包括雪板与雪面的摩擦和空气阻力[49，54]）分析对于运动员保持较高的动能以获取理想的运动成绩具有重要意义[52]。高山滑雪运动是一项自上而下，依靠高山势能作为动力的竞速类雪上项目。随着比赛进程的推进，赛道垂直落差逐渐降低，运动员势能贮备减小，所转化的动能很难恢复到之前水平，因此探讨引起不同分项运动员能量耗散的主要来源意义重大。一项动力学研究表明，回转项目运动员的能量耗散主要来自地面的反作用力（80%）和空气阻力（20%）[53]，运动员通过旗门时产生的地面反作用力所引起的能量耗散最大[55]，此时，“攻角”（即滑雪板方向和滑雪方向之间的夹角）越大，能量耗散就越多[56]。多项研究[52，57]证实大回转项目运动员的能量耗散呈现出与转弯过程同步的周期性变化特点，即高能量耗散出现在转弯时，较低的能量耗散出现在转弯过渡阶段，能量耗散主要由雪板与雪面的摩擦力所导致。精英运动员竞技表现越好，速度越快，其受到由空气阻力产生的能量耗散占总能量耗散的比例越大。Gilgien 等[51]结合dGNSS数据、雪面数字地形模型和空气阻力模型，发现减少来自雪板与雪面的摩擦力和降低空气阻力对于提高滑降项目运动成绩同等重要。Hertzen等[58]认为减少空气阻力系数相对于降低雪板与雪面摩擦系数可以更好地提高滑降项目运动员的滑行速度。有研究证实[59]，滑降运动员在通过终点计时门时的空气阻力占据总阻力的80%以上。而后Asai 等[60]使用风洞实验流体力学和流体力学结合格子玻尔兹曼方法，对滑降运动员在团身全抱膝位时的阻力分布和气流剖面进行分析，认为头部、上臂、臀部、大腿和小腿是产生阻力的主要来源部位。

综上所述，来自地面的反作用力是造成高山滑雪各分项运动员能量耗散的主要来源。不同的分项也略有差异，回转、大回转和超级大回转项目运动员通过降低雪板与雪面的摩擦力要比减少空气阻力可以更加有效地提高运动成绩;而对于滑降项目来说，运动员尽可能地利用高山势能，蜷缩团身抱膝夹紧手臂减少暴露的额状面面积，同时借助先进的器材设备（头盔、雪服等），以减少由空气阻力和雪板与雪面的摩擦力。随着速度的增加，减少空气阻力可以更好地提高运动员的竞技表现。

4   赛道与设备特征

4.1  赛道特征

4.1.1  旗门设置

高山滑雪运动的旗门设置是其区别于其他冬季项目的标志性特征，也是影响运动员竞技表现的重要因素。旗门的设置不仅是控制运动员滑行速度的重要手段，也是预防损伤的重要策略。Reid [53]通过对比回转比赛中10 m和13 m两种旗门间距的滑行速度发现，13 m旗门间距的入弯速度明显快于10 m旗门间距。Gilgien等[61]使用动态差分全球导航系统对高山滑雪世界杯项目赛道设置和地形特点与滑行速度关系进行研究发现，在较陡的地形中，大回转项目运动员的速度可以通过增加水平旗门的偏移量或者缩短旗门间距来控制，而超级大回转和滑降项目中则通过缩短旗门间距来控制。除滑降外，旗门通常设置在地形过渡的位置，以控制运动员滑行速度以及进行下一分段路线的预判。因此，运动员可根据不同分项旗门设置规律，结合地形特点，开展不同赛段的分段训练，合理规划整个赛段的滑行速度，而不仅仅是某个赛段和特定条件下的出色表现，同时也可在某些关键赛段前大幅降速[62]，以加快整个线路平均速度，从而缩短滑行的总时间。

4.1.2  地形坡度

除旗门设置外，地形坡度也是影响高山滑雪运动员竞技表现的重要外部因素。Gilgien等[61]通过对运动员滑行速度的多元线性回归分析发现，运动员的滑行速度主要受地形坡度和路线设置影响（方差解释力为57%）。不仅不同分项的地形坡度差异较大，而且同一分项在不同坡度的旗门设置也不尽相同。滑降项目的赛道较为平坦，但是单位时间内运动员运动轨迹的地形倾斜变化幅度更大;大回转项目水平门距（旗门的偏移量）随着地形倾角的增大而增大，超级大回转和滑降项目则没有这种变化;同时，随着地形陡度的增加，超级大回转和大回转项目旗门间直线距离呈现轻微的缩短趋势。地形坡度的差异对不同分项运动员竞技表现的影响也不尽相同。Supej 等[63]对运动员在不同坡度（3°和21°）的出发策略进行研究发现，在平坡上（3°）不同的出发策略对出发阶段的时间和出发速度有显著影响，以4次V2（一步蹬冰加双撑）为最佳启动策略，而不同的启动策略对陡坡出发的远动员竞技表现影响不显著。Supej等[64]收集了10名男子运动员在世界杯回转比赛中转弯的三维运动学数据，发现运动员在相对陡峭（25.2°）和平坦（19.8°）坡度上的雪板转弯半径（8.7 m vs 10.6 m）、质心转弯半径（13.2 m vs 16.5 m）、速度（11.8 m/s vs 12.4 m/s）、加速度（-0.06 m/s2 vs 0.68 m/s2）和微分比机械能（-8.5 j·kg-1·m-1 vs -6.3 j·kg-1·m-1）方面均存在差異（p<0.001）。坡度越陡，运动员转弯时的初始速度越慢却具有较大的加速度，半径较小的转弯，其地面反作用力的峰值集中在转向的中点，转弯完成时整体速度下降。运动员面对不同坡度的能量耗散模式也不同，较陡的坡度入弯前的能量耗散明显大于出弯的能量耗散[64]。除滑降项目外，运动员的速度随地形陡度增加而下降[61]。综上，对于技术型项目来说，随着地形陡度增加，水平门距增加，运动员的滑行速度下降;速度型项目垂直落差大，赛道一般较为平坦，运动员的滑行速度受地形坡度影响较小。

多项研究表明，运动员对赛道的熟悉程度成为东道主国产生优势效应的重要原因之一[65-66]，特别是高山滑雪项目[67]。因此，对不同旗门设置、地形坡度赛道的适应性训练应作为改善运动员竞技表现的重要策略。

4.2  器材设备

高山滑雪器材设备的优化对于运动员技术的改进和竞技表现的改善具有助推作用[45]。诸如滑雪板的物理特性和几何形状均会影响到其与雪面的相互作用，弯曲刚度和扭转刚度差的雪板使运动员在转弯时难以操控，容易造成側滑。而滑雪板的扭转和抗弯刚度主要取决于滑雪板的材质和形状[56]。材质上，雪板的主体材料先后经历了由木材、玻璃纤维、金属材料的混用到聚氨酯、超高分子量（UHMW）聚乙烯、玻璃纤维和碳纤维的混用。新材料的使用，使雪板质量更轻、弹性更好、弯曲刚度和扭转刚度更高、减震性能更加优异;形状上，随着卡宾滑行技术推广，滑雪板所受到的扭力增大，两头宽中间窄的弧形卡宾雪板也随之出现，提高了侧刃的抓地力和抗震性，增强了运动员转弯时的稳定性，使其在雪面更易滑行。

此外，其他设备如具有自动脱离功能的雪靴固定器[68-69]，抑制振动的垫板[70]，摩擦系数低、刚性更好且耐低温防撞击材料制成的雪靴等，不仅降低了运动员胫骨和脚踝骨折损伤率[71]，还可以使其更精准地控制板刃和加快滑行速度，同时提高了运动员的平衡能力[72]。不同分项的雪杖形状与功能也有区别，技术型项目运动员一般使用直杖以辅助转弯时身体旋转和撞击旗门[73];速度型项目运动员一般使用长且弯曲的雪杖以配合人体曲线团身姿势，用于启动阶段的加速、滑行过程中身体平衡的维持[74]。通过改变雪服的制作材料[75]、优化产生阻力部位的服装设计[60]、配备流线型头盔等减少阻力的方法，均成为精英运动员改善竞技表现的有效措施。

5   损伤特征

5.1  损伤的特点

运动损伤是影响高山滑雪运动员竞技表现的另一重要因素。高山滑雪运动员的运动损伤受器材装备改进以及技术发展的影响呈现以下特点：

1）损伤部位具有特异性。高山滑雪运动快速下滑和连续转弯或变向、甚至跳跃的动作模式，决定了运动员的膝关节需进行反复屈伸、扭转、落地缓冲，导致膝关节在滑行中承受较高的负荷，成为最易受伤的身体部位[76]。

2）损伤类型具有动态变异性。20世纪80年代之前，运动员最常见的损伤类型是膝关节内侧副韧带撕裂、胫骨和踝关节骨折。随着刚性更好的雪靴以及具有多向脱离功能固定器的使用，使运动员胫骨骨折、脚踝骨折和膝盖远端其他损伤率显著降低[9，71]，但是，滑雪者在摔倒后产生的扭转力在膝关节被吸收、消散，造成了膝关节损伤率不但没有降低，反而呈明显上升趋势[77]。到20世纪90年代中期，卡宾滑雪技术的推广在很大程度上改变了运动员滑雪转弯的运动模式，也使得膝关节前十字交叉韧带（ACL）的损伤成为最主要的损伤[78]。由此可见，随着装备的优化、技术的改进，运动员损伤类型具有较大动态变异性。

3）损伤率具有分项特性。Flrenes等[10]通过回顾性描述调查发现，世界杯高山滑雪运动员平均损伤率为每1 000次滑行9.8人次受伤，各分项运动员的相对损伤率，回转项目为4.9人次，大回转项目9.2人次，超级大回转项目为11.0人次，滑降项目为17.2人次（按每1 000次滑行计算）。研究表明高山滑雪运动员的损伤率随分项速度的加快而上升，由低到高依次为回转、大回转、超级大回转、滑降。

5.2  损伤的机制及风险因素

从不同分项来看，Gilgien等[43]认为超级大回转和滑降等速度型项目，运动损伤的机制主要与较快的速度和大幅度的跳跃有关，而回转和大回转等技术型项目运动损伤的机制主要与转弯速度快和转弯半径小相结合而导致的高负荷有关。Sprri等[50]总结了32个容易导致专业运动员损伤的风险因素：包括雪板、固定器、垫板和雪靴、雪况、运动员体能、速度和赛道设置状况以及整体速度等。Sprri等[79]在此基础上进一步总结了5个直接导致运动损伤的因素，分别是核心肌力不足/核心肌力失衡、性别、技能水平低、不良遗传倾向以及短而宽的滑雪板。此外，疲劳[11]、年龄和性别[80]也是影响运动员损伤的重要因素。Bere等[29]基于国际滑雪联合会损伤监测系统（FIS-ISS）连续3年报告的20例ACL损伤视频和10名专家的描述性分析总结了造成世界杯高山滑雪运动员ACL损伤的影响因素为：①运动员的技术;②运动员的战术策略;③使用装备;④速度和赛道设置;⑤能见度、雪况和赛道的条件;⑥任何其他因素如无经验、旧伤、体能状况等。由此可见，运动员的损伤风险因素主要受技术、体能、滑雪装备以及外部条件的影响。

6   结论与启示

6.1  结论

1）根据研究综述的结果分析，世界优秀高山滑雪运动员具有明显的专项体能特征，技术型项目运动员身材矮小、下肢短、瘦体重含量高;速度型项目运动员身材高、体脂率较高;比赛中的供能以无氧供能为主，但从回转-大回转-超级大回转-滑降项目有氧供能比例依次增加;运动员均具备优异下肢肌力、核心肌群力量和平衡稳定能力。

2）卡宾转弯技术的出现提高了技术型项目运动员转弯的效率，在所有转弯阶段都呈现出明显的双腿共负荷特征，且具有相对较长的启动时相和较短的转弯第II时相;跳跃技术是速度型项目运动员的常用技术，起跳角度、起跳速度、空中姿势和落地的坡度是关键技术环节。

3）转弯速度、转弯半径、滑行轨迹以及转弯时的地面反作用力、空气阻力以及雪板与雪面的摩擦力等运动学和动力学参数或为高山滑雪运动员科学选择战术的参考依据。技术型项目运动员应注重提高过弯速度、减小转弯半径、优化滑行轨迹、降低地面反作用力的能力，速度型项目运动员应注重提高减少空气阻力和降低雪板与雪面摩擦力的能力。

4）旗门设置与地形坡度的选择是各分项控制运动员滑行速度的主要手段，技术型项目主要依靠增加水平门距、缩短旗门间距以及选择陡峭的坡度来控制运动员滑行速度，速度型项目主要依靠缩短旗门间距来控制运动员滑行速度;器材设备的优化减小了滑行中的阻力，提高了滑行效率，降低了运动损伤的风险。

5）高山滑雪运动员最易损伤的部位为膝关节，ACL损伤为特异性损伤，其损伤类型受装备和技术的影响呈现动态变异性。不同分项运动损伤率有所区别，随着速度的加快而增加;速度型项目的运动损伤机制主要与运动员较快的速度和跳跃有关，技术型项目运动损伤机制主要与转弯速度快和转弯半径小相结合而导致的高负荷有关;技术、体能、装备以及外部条件成为导致运动损伤的重要风险因素。

6.2  启示

围绕冬奥会的参赛目标，结合国外研究成果，深入探究高山滑雪项目特征，加快改善高山滑雪运动员的竞技表现、优化运动员关键技术环节，应从以下几个方面开展研究和科学化训练：

1）根据形态学特征，技术型项目注重选拔身材矮小、下肢短、瘦体重含量高的运动员，速度型项目注重选拔身材高、体脂率较高的运动员。根据身体机能特征，技术型项目注重提高运动员的无氧能力，速度型项目注重发展运动员的有氧耐力。根据运动素质特征，训练内容重点关注运动员下肢和核心肌群的力量训练，技术型运动员重点发展下肢肌肉离心收缩力量，速度型运动员重点发展下肢肌肉的等长收缩力量。

2）根据技术特征，技术型项目运动员应注重卡宾转弯技术的使用，在相对更早的阶段或离旗门更远的地方进入转弯，以提高过弯速度;而速度型运动员则通过改变起跳倾角或起跳速度来调整等效着陆高度，以充分发挥跳跃技术的优势。

3）根据运动学特征，技术型项目运动员加快转弯速度的策略相比于减小转弯半径和优化滑行轨迹可以更好地改善竞技表现;而速度型运动员在确保速度的前提下，选择最佳滑行轨迹则显得更为重要。从动力学特征分析，对于回转、大回转和超级大回转等项目的运动员来说，降低雪板与雪面的摩擦力要比减少空气阻力更加有效;而对于滑降项目运动员来说，随着速度的加快，团身抱膝夹紧手臂减少空气阻力可以更好地改善竞技表现。

4）根据赛道和设备特征，运动员应充分借助东道主优势使用先进且性能良好的滑雪设备，开展不同分项、不同坡度、不同赛段的专项训练，合理规划整个线路的滑行速度，而不是某个赛段和特定条件下的出色表现。

5）根据运动损伤特征，高山滑雪运动员应注重增加安全性的技术培训课程比例，加强专项体能训练，增强核心肌群肌肉力量和避免“核心力量失衡”，防止疲劳滑雪以及使用性能良好的滑雪装备均是预防运动损伤、改善競技表现的重要措施。

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