两极型高强度板块训练对我国优秀越野滑雪运动员竞技表现影响的研究

尹一全，苍 海，邱招义，邱 森

越野滑雪项目作为冬奥会产生金牌最多的传统雪上项目，其训练规律广受学界关注。研究认为，越野滑雪的体能需求比一般耐力项目更为复杂，短距离项目竞技表现与无氧能力（Hébert-Losier et al.，2016；Losnegard et al.，2012；Mikkola et al.，2010；Staib et al.，2000；Wisløff et al.，1998）以及最大摄氧量（Hébert-Losier et al.，2016；Mikkola et al.，2010；Sandbakk et al.，2010，2011a，2011b）高度相关，长距离项目与最大摄氧量和无氧阈滑行速度（Hébert-Losier et al.，2016；Losnegard et al.，2014；Wisløff et al.，1998）高度相关。因其冬季比赛的特点，适合传统大周期在较长的准备期中同步发展各项能力。北欧优秀越野滑雪运动员的训练强度分布特征以及周期训练特征是重要的研究内容（Solli et al.，2017，2019；Tönnessen et al.，2014）。

当运动员训练量接近上限后易进入高原期，教练员常通过调整各训练内容占比寻求成绩突破。目前，已证实调整力量训练占比对越野滑雪运动员的积极作用（尹一全等，2020），高强度训练比例的调整是另一种途径（Heikki，2003）。北欧优秀越野滑雪运动员常在一般准备期采用高强度板块突破最大有氧水平（Solli et al.，2017，2019）。与之相关的是越野滑雪的训练强度分布（邱招义等，2021）。两极化模式虽提出较晚但被广泛关注（Stöggl et al.，2015），该模式具有低和高强度突出的特征，在优秀运动员训练中也得到了广泛肯定（McGawley et al.，2017；Neal et al.，2013；Stöggl et al.，2014）。

我国越野滑雪训练普遍采用周期模式的金字塔型分布，区别于两极化模式。本研究之前，受试者已进行22周训练，呈现训练瓶颈现象。本研究尝试通过调整强度训练比例来提高我国越野滑雪运动员的专项运动表现。

高强度板块对耐力表现有积极影响（Driller et al.，2009；Helgerud et al.，2007；Sandbakk et al.，2013；Stöggl et al.，2014）。然而，过多的高强度负荷可能影响免疫系统并引起运动员状态衰退（Halson et al.，2002；Jeukendrup et al.，1992；Jürimäe et al.，2004），使运动员出现伤病（Li et al.，2012；Svendsen et al.，2015），导致总训练量及竞技状态下滑。

本研究尝试以两极化训练强度分布作为中周期安排的基础，在维持总训练负荷不变的条件下，减少中等强度耐力、力量以及速度训练的训练量，尝试通过高强度负荷提升运动员的耐力表现。除了观察耐力指标的变化，还需要关注以下3个问题：1）提高高强度训练的比例，能否提高运动员的最大有氧能力；2）在降低了总训练时长后，是否会对运动员的长距离表现产生不利影响；3）力量和速度训练时长的缩减，是否会影响运动员的最大力量和无氧能力表现。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

以2019—2020赛季国家越野滑雪青年队训练的15名男、女运动员为研究对象，其中，男子5人，女子10人（表1）：男子中健将级3名，一级运动员2名；女子中健将级6名，一级运动员4名。本研究通过北京体育大学运动科学实验伦理委员会批准（批准号：2020108H）。

表1 受试运动员训练前部分指标Table 1 Indicators before Training Intervention M±SD

1.2 研究总体设计

实验前后分别进行测试，测试指标：专项运动成绩（长距离、短距离滑行成绩）、有氧相关指标（最大有氧能力、运动总效率）、力量相关指标（上下肢最大力量、下肢爆发力、下肢反应力量）、无氧相关指标（上下肢无氧功）。

实验在8周中将高强度负荷集中于4个负荷周，并穿插4个调整周（McGawley et al.，2017）；保持8周实验的平均训练负荷与实验前保持一致；减少中低强度时长和总训练时长，提高高强度训练的比例，训练负荷控制采用训练冲量累加的统计方法（De Koning et al.，2013）；减少力量训练和速度训练（表2）。

表2 训练内容设置Table 2 Details of Training Intervention

1.2.1 高强度耐力训练设置

8周训练实验中，平均每周进行4～5次的高强度训练课，高强度训练时长累积超过2.5 h，高强度训练负荷累积达到450TRIMP。强度训练形式包括持杖登山、专项滑行及循环力量强度训练等，其负荷控制参考相关研究设置（Mølmen et al.，2019）。

1.2.2 总训练负荷及中低强度耐力训练设置

保持总训练负荷约1 400TRIMP，低强度训练时长约13 h，低强度训练负荷约780TRIMP，在调整周进行1次中等强度训练。

1.2.3 力量及速度训练设置

将前期多组数、多重复次数的力量耐力训练，调整为低重复次数、低组数、短时间的最大力量训练；在调整周的低强度训练课中穿插1次速度训练。

1.3 测试与训练方案设计

实验前测、后测采用同样的测试流程（图1）。

图1 测试流程Figure 1. Test Program

1.3.1 滑行测试

测试场地为全长1.3 km的室内雪道，高度差23 m。测试包括男子、女子短距离（1.2 km），男子长距离（15 km）和女子长距离（10 km）。受试者统一使用Fischer SKATE IFP雪板，测试期间不打雪蜡。

1.3.2 最大有氧能力测试

分别进行跑台和滑雪测功仪的递增负荷测试，并用Cortex Metalyz肺功测试仪进行气体代谢分析。跑台摄氧量：跑台测试使用经典Bruce递增负荷方案。测功仪摄氧量：男子从40 W开始每2 min增加20 W，女子从30 W开始每2 min增加15 W（Alsobrook et al.，2009）。判断达到O2max标准为：1）继续提高坡度速度的情况下受试者摄氧量基本保持不变甚至稍有下降；2）呼吸商≥1.10；3）心率接近或达到最大心率。

1.3.3 无氧功测试

下肢无氧功：使用MONARK 894E型号功率自行车，采用经典温盖特测试方案。

上肢无氧功：使用Concept2滑雪测功仪，采用坐姿在30 s内进行全力滑行，男子运动员阻力统一使用第10档，女子运动员统一使用第5档（Alsobrook et al.，2009）。

1.3.4 力量与爆发力测试

使用经典方案测试卧推、深蹲、下蹲跳和静蹲跳。

1.4 相关测试指标计算方法

极化指数（polarized index，PI）计算公式（Treff et al.，2019）：

其中，Z1为低强度用时；Z2为中强度用时；Z2为高强度用时。

离心利用率（EUR）计算公式（Young，1995）：

2016年济南大学与锐捷网络就“计算机网络”课程进行产学合作。同年，锐捷网络获得教育部高等教育司(以下简称“高教司”)颁发的“2016年产学合作协同育人项目合作伙伴奖”。学校对“计算机网络”课程进行教学改革，进一步推进产学融合与校企合作，为国家新产业、新业态、新经济发展培养新型人才提供教育教学服务。

EUR=（CMJ-SJ）/SJ×100%

其中，CMJ为反向蹲跳；SJ为半蹲跳。

1.5 训练的数据统计指标细节

使用心率强度追踪各训练区间的耐力强度区间时长（Sylta et al.，2014），力量组男、女各抽取3人佩戴心率采集设备，心率采集设备使用Polar V800搭配Polar H10型心率带，通过Polar Flow进行数据的回归统计，以挪威奥委会确定的心率区间（Seiler et al.，2006）为标准进行强度监控（LIT：60%～80%；MIT：81%～87%；HIT：88%～100%），计算HIT、MIT和LIT占比。

使用训练模式运动形式分类办法对所有训练进行统计（图2）。

图2 训练分类统计方法（Tönnessen et al.，2014）Figure 2. Training Distribution Statistical Method（Tönnessen et al.，2014）

训练负荷统计采用TRIMP算法（training impulse），即总训练负荷等于每堂训练课的训练冲量之和，1 min的LIT、MIT、HIT分别给定1、2、3的TRIMP得分（Solli et al.，2019）。力量训练时间从力量课热身开始到力量训练结束作为单次训练时长，单位时间为1TRIMP；速度训练的每次加速冲刺为2TRIMP。

1.6 数理统计与结果呈现

使用SPSS 26软件对数据进行处理，结果用M±SD表示，使用配对样本的Wilcoxon符号秩和检验对进行前后测试结果数据进行分析，P＜0.05和P＜0.01分别表示具有显著性和非常显著性差异，使用皮尔逊相关系数计算相关性。使用Graphpad Prism 9对所有数据的比较结果进行可视化处理。

2 结果与分析

2.1 8周实验训练统计

8周实验期，受试运动员周平均训练时长下降了13.7%，负荷提高了2.4%（1 374 vs 1 407TRIMP）。耐力训练时长降低了13.4%，力量训练时长降低了18.8%，速度训练减半，专项训练比例从61%增加至65%。LIT和MIT训练分别降低了23.5%和61.6%，HIT训练增加了262.5%。

周期训练的极化指数从1.86提高到2.91，从典型的金字塔型转换为两极化训练强度分布模式（表3）。

表3 实验期与实验前的周平均训练分布Table 3 Weekly Training Distribution across Pre and during Intervention Period M±SD

2.2 身体形态及力量相关指标

图3 训练前后最大力量变化Figure 3. Change of Maximum Strength before and after Training

图4 受试者训练前后爆发力相关指标变化Figure 4. Changes of Explosive Power Related Indexes of Subjects before and after Training

表4 身体形态及力量相关指标部分数据Table 4 Result of Body Shape and Strength Indicators M±SD

无氧能力指标中，男子测功仪和女子自行车的平均功率略有提升，男、女运动员的自行车峰值功率皆有下降（男子上肢平均功率vs峰值功率：0.8%vs-0.3%，下肢平均功率vs峰值功率：-0.4%vs-1.4%；女子上肢平均功率vs峰值功率：-1.3%vs-3.4%，下肢功率：0.5%vs 0；图5）。

图5 训练前后无氧功率变化Figure 5. Changes ofAnaerobic Power before and after Training

2.3 有氧能力相关指标

男、女运动员在2个摄氧指标上都有显著提升（表5，图6）；测功仪测试结果显示，男子运动员摄氧水平有提升（绝对值1.89%±0.81%，P＜0.01；相对值1.45%±1.20%，P＜0.01），女子运动员摄氧水平略有提升（绝对值0.90%±1.70%，相对值0.98%±1.42%，P＜0.01）；男、女运动员的O2max测功仪绝对值提升非常显著（男：1.89%±0.81%，女：0.9%±1.7%，P＜0.01），由于体质量的增加，相对值提升幅度略小（男：1.45%±1.20%，女：0.98%±1.42%，P＜0.01）。

图6 受试者训练前后摄氧量变化Figure 6. Changes of Oxygen Uptake before and after Training

表5 有氧相关指标结果Table 5 Aerobic related Indicators Results M±SD

男、女运动员GE都有显著提升（男：1.60%±4.85%，P＜0.01；女：1.50%±3.32，P＜0.01；图7）。脂肪酸耗氧比例都有所提高（男：29.52%±23.13%，P＜0.01；女：8.9%±10.16%，P＜0.01；图7）。

图7 受试者训练前后总效率变化Figure 7. Changes of Total Efficiency of Subjects before and after Training

2.4 专项成绩

在长距离和短距离专项测试上，男、女运动员成绩都有显著提高（男：短距离1.53%±1.50%，P＜0.01；长距离2.04%±1.18%，P＜0.01；女：短距离2.27%±1.52%，P＜0.01；长距离1.99%±1.90%，P＜0.01；表6）。

表6 滑雪测试结果Table 6 Ski Test Results M±SD

3 讨论

有研究认为，影响耐力训练收益的3个变量是训练负荷总量、高强度训练量和训练强度分布，其中总训练量是最重要因素（陈小平，2008；Seiler，2016）。本研究只改变了强度训练、极化特征和周期安排形式3个次重要指标。其他强度训练研究，多数都未控制训练量此变量，同时受试者也缺乏强度训练经验，容易出现显性结果，本研究虽然缺乏空白对照组，但由于控制了训练量因素，提高了实验难度。在最终的实验结果中，成绩与有氧指标都有显著提升，这证实了相关研究关于强度训练对有氧能力积极影响的观点。实验中观察到许多受试运动员在无氧能力以及体质量上有所降低，如果长时间保持这种训练模式，可能会对运动员产生不利影响。因此，本研究需要从提升原理和使用方法两个角度对极化的高强度板块训练模式的使用进行说明和建议。

3.1 长距离成绩提高源于体能水平，短距离成绩提高源于比赛节奏模拟

8周的两极化强度板块训练后，受试者长短距离的成绩都显著提升，并且长短距离提升的比例相似。介于本研究为前后测对照实验，不能完全排除因技术积累以及对赛道熟悉程度提高造成的影响，但耐力相关指标显著性变化对短成绩的提升具有很强的指向性。O2max、GE以及脂肪酸供能比例的全面提升对长距离比赛有明确的积极影响，而短距离的提升则可能与高强度专项训练中速度与技术的适应性提升更为相关，虽然有研究认为最大摄氧能力也是短距离的重要影响因素（Hébert-Losier et al.，2016），但也指出摄氧能力对短距离的积极影响主要建立在4轮比赛的赛制上，摄氧量高的运动员在决赛轮会有更好的表现。Losnegard等（2012）研究证实，无氧能力可能是影响短距离成绩的最重要因素。本研究的短距离实验只有单轮，最大摄氧能力的作用可能较小，无氧能力可能更加重要，因而需要从技术上去考虑。

3.2 摄氧量和能量代谢效率的提升是极化强度板块周期的主要优势

总效率（gross efficiency，GE）是反映能量效率的重要指标（Cavanagh et al.，1985；Costill，1967）。相关研究认为GE与越野滑雪运动表现有关（Sandbakk et al.，2010，2011a）。较高的I型肌纤维比例和高密度的毛细血管在代谢方面影响GE；结缔组织韧性可以在超等长收缩中提高能量回收效率和GE（任占兵，2010），本研究中GE的提升可能主要来源于肌纤维有氧代谢能力的提升。

从供能物质对比赛的直接影响来看，更高的脂肪动用能力代表了更高的耐力表现。较高脂肪酸动员水平的运动员可以节省糖原，保持运动员在比赛的最后阶段利用糖原快速供能进行加速冲刺的能力。综合分析，GE和脂肪酸供能比例的提高能够提升运动员长距离的运动表现。

3.3 对无氧能力的潜在消极影响是极化强度板块长期使用的主要问题

本研究中峰值功率的显著降低，这可能表明运动员的神经募集有所减退，可能与速度训练和爆发力训练减少有关。平均功率的变化也并不明确，这说明高强度的板块无法有效提升运动员无氧能力，如果持续更长时间，可能会产生显著的下降。较高的无氧能力可以让运动员在上坡中保持滑行效率，并在下坡中进行恢复，无氧能力的衰退无疑会产生消极影响。在所有同时出发的小项中（短距离和50 km集体出发），无氧能力能够支撑运动员的变速以及终点冲刺。

本研究的实验设计参考Solli等（2019）的研究，保证了较少的最大力量刺激。最大力量训练可以刺激神经募集肌肉的能力和快肌纤维（于洪军等，2016），适当抵消强度负荷带来的消极影响。研究显示，最大力量未衰退，这表明板块期的最大力量刺激是有必要的。

女子运动员在卧推指标上的提升皆低于同组男子运动员的提升幅度，这可能与女子运动员先天的身体形态以及激素水平有关，说明女子运动员上肢力量训练收益较低，也有研究支持此推论（Skattebo et al.，2016），故需要考虑女子运动员的力量训练设计。

总体来看，运动员的神经肌肉募集能力受到最大力量刺激的影响下降较慢，但无氧能力或许已经出现了下降的趋势，这可能反映了高强度板块训练的缺点。

3.4 对两极化强度板块的反思与补充

从金字塔型模式变为两极化的高强度板块模式，对运动员的体能影响如下：1）大量增加强度训练的比例，能够提高受试者的最大有氧能力；2）降低训练时长，未对受试者的专项表现产生不利影响；3）保持最大力量刺激但降低了力量和速度训练总量，虽暂时未影响最大力量水平但已经出现爆发力和无氧能力下降的情况。由此可见，使用极化高强度模式，可能会出现不同能力此消彼长的现象，大肌肉量可以带来更大的氧气需求，并在强度训练中对循环系统产生更高的刺激，运动员会产生心脏输出量能力提高、毛细血管密度提高以及线粒体密度增加等一系列生理适应，但无氧能力增长和有氧能力增长具有不同的生理结构基础，两者之间会出现矛盾（Docherty et al.，2000）。因此，长期进行极化板块强度训练会让肌肉需氧能力衰退，可能导致O2max下降。

从研究假设与设计看，高强度训练的实证研究短期内容易产生耐力表现增长的积极结果，但缺乏对无氧能力和力量能力变化的重视，同时也容易忽略强度训练在运动员的长期提高中可能产生的消极影响。因此，在中周期的高强度耐力训练后，需要在下个中周期内补强运动员的其他能力，增加基础力量训练、爆发力训练以及发展无氧水平的短间歇速度训练，提高运动员的无氧、力量和速度表现，促进运动员长期发展。

4 结论

从金字塔模式转变为极化高强度板块模式后，运动员的长距离、短距离专项成绩都有显著提升。

降低了力量训练和速度训练的总时长后，受试者的无氧能力在某些方面略有降低，这表明极化高强度板块可能对无氧能力具有消极影响。由于保持了少量最大力量训练，受试者的最大力量指标未降低。

长期进行极化高强度训练可能会因无氧能力和力量能力衰退导致最大有氧能力的发展瓶颈，进而导致成绩进入平台期。需要在下一个中周期中通过力量、速度等无氧的刺激保持运动员的体能水平，支撑运动员的长期发展。