優秀賽艇運動員測功儀2000m模擬比賽供能特征研究

毛　承

(寧波大學 體育學院，浙江 寧波 315211)

·運動人體科學·

優秀賽艇運動員測功儀2000m模擬比賽供能特征研究

毛承

(寧波大學 體育學院，浙江 寧波 315211)

摘要：研究的目的在于運用測功儀模擬賽艇2 000m比賽，以探究賽艇項目比賽過程中的供能特征。10名某省優秀賽艇運動員(男6女4)自愿參加賽艇測功儀6.5min的全力劃。運用便攜式氣體代謝儀(CosMed,K4b2)所測得的攝氧量數據和血乳酸分析儀(Diagnostic C-line, EKF)所測得的血乳酸數據進行能量供應量的計算。結果表明，賽艇項目2 000m三大供能系統的比例分別為6.2%(無氧無乳酸)、10.1%(無氧乳酸)、83.7%(有氧)。研究結果與前人研究相似，并進一步明確了有氧供能對于賽艇比賽的重要性。三大供能系統比例的確定為教練員安排訓練負荷和評價運動員的運動能力提供了理論依據。

關鍵詞：賽艇；測功儀；功能特征；運動訓練

收稿日期：2014-11-22

作者簡介：毛承(1989-)，男，浙江建德人，在讀碩士研究生，研究方向：運動訓練.

文章編號：1004-3624(2015)01-0122-04

中圖分類號:G861.4

文獻標識碼：獻標識碼：A

Abstract:The purpose of this research is to simulate match (2000m) with ergometer and make a thorough inquiry into the characteristic of energy supply of rowing during competition.10 excellent rowers (6 male,4 female) all are first grade athletes) who are volunteers take part in all-out rowing (6.5min) with ergometer. Uses Portable gas metabolism instrument (CosMed, K4b2) and blood lactate to analyze instrument to calculate the measurement of energy supply. According to the result, the three energy supply system ratio of rowing special distance (2000m) is phosphoric acid (6.2%), anaerobic lactic (10.1%), aerobic (83.7%). Research finding is similar with previous research and emphasize the importance of aerobic capacity for rowing. So it is very important for us to know the proportional relation between three energy supply systems in order to provide momentous theory evidence which can lead training scientifically.

基金項目：國家社科基金項目“民族民間體育賽事對目的地影響的研究”部分成果(12CTY021)

Research on Energy Supply of Excellent Rowers

Simulating Match (2 000m) with Ergometer

MAO Cheng

(Faculty of Education， Ningbo University， Ningbo 315211,China)

Key words:rowing； energy metabolism； energy supply characteristics； exercise training

0前言

賽艇是我國競技體育的潛優勢項目，我國在奧運比賽當中金牌和獎牌的提升需要依靠這些潛優勢項目的崛起[1]。德國學者Mader認為賽艇是一項以有氧供能為主的耐力性項目[2]。我國訓練學專家田麥久也將賽艇歸于體能主導類耐力性項群[3]。在導致賽艇項目運動成績在過去幾十年內不斷提高的多個原因中，體能水平的提高起了重要作用。賽艇運動員比賽中的大部分能量供應來源于有氧供能系統，那么有氧供能提供的能量越多，運動員的基礎體能就越好[4]。

賽艇比賽的供能特征很早就受到了國外學者的關注。1978年，Hagerman等[5]對310名公開級男子運動員經行研究得出賽艇2 000m比賽有氧和無氧供能比例分別為70%和30%。4年后Mickelson、Hagerman等[6]又對賽艇2 000m供能特征進行了一次論證有氧比例提高到了72%、無氧為28%。同年Secher等[7]對7名公開級男子運動員進行了研究，并發現有氧供能比例為70%~76%，無氧為14%~30%。之后的20幾年間，對賽艇2 000m供能特征的研究一直進行，其中Messonnier(1997[8])和Russell et al.(1998[9])的研究將有氧供能比例提高達到86%和84%。《賽艇—劃得更快的科學》一書中所給予的賽艇比賽的供能比例是有氧82.1%、無氧無乳酸5.9%、無氧乳酸11.7%[4]。

供能特征的研究一直是國外賽艇研究的熱點問題，最新的研究成果似乎證明早期研究所給出的有氧供能比例低估了賽艇比賽中有氧供能的重要性。出現這樣的情況可能是供能比例計算方法不斷地進步，也有可能是運動員的體能和訓練手段的科學化所引起。國內對賽艇2 000m供能特征的研究相對較少。我國訓練學理論中對項目專項特征的認識在范圍上往往局限于對項目技術外在表面的描述，當中缺少項目特征內在的生理生化特點[10]。鑒于此，本研究將以國內高水平賽艇運動員作為樣本，探究賽艇項目比賽的供能特征，為我國的賽艇項目的科學化訓練提供生物學基礎。

1實驗對象和方法

某省隊賽艇隊10名健康的成人運動員(男6女4，表1)自愿參加本次測試。運用賽艇測功儀(Concept II ModeDPM3)6.5min全力劃模擬比賽測試。

表1　受試者基本信息

實驗開始前對4Kb2便攜式心肺功能測試儀進行外部空氣校準、標準氣壓校準、氣體和氣量的標定，標準氣體濃度為O2-16.00%和CO2-5.01%，氣筒容積為3L，檢查各個設備是否符合測試要求。運動員開始自選測功儀強度熱身10min，休息5min。在熱身運動結束后對運動員進行第一次血乳酸采集，休息的第5min采集第二次血乳酸。休息當中給運動員佩戴實驗儀器，打開儀器檢測儀器是否正常工作。休息時間結束運動員開始全力劃測試，記錄儀器工作但測試還未開始的時間這些數據最后從總數據中刪去。測試過程當中要求教練員從旁監督鼓勵。實驗結束后運動員原地休息，全力劃測試結束后1、3、5、7min采集第三、第四、第五、第六次血乳酸(采集部位耳血，計量20 μL)。運用K4b2便攜式心肺功能測試儀(K4B2,Ltaly)獲取運動過程中的氣體代謝數據，運用乳酸分析儀(EKF Diagnostic C‐line)對血乳酸數據進行分析。

三大供能系統在模擬比賽中的供能量基于以下公式獲得。有氧供能量(WAER) = 累積凈攝氧量(ml) × 能量當量(J·ml-1)。凈累積攝氧量=實際積累VO2-安靜值(本研究將男子4.0 ml·kg-1·min-1，女子3.5 ml·kg-1·min-1作為固定安靜值[11])；無氧無乳酸供能量(WPCR) = VO2PCR(ml) × 能量當量(J·ml-1)。VO2PCR[12,13]即攝氧量在運動前3min(快速恢復部分)和后3min(慢速恢復部分)指數趨勢線在前3min之差；無氧乳酸供能量(WBLC) = 凈累積血乳酸(mmol·l-1) × 氧氣-乳酸換算系數(3.0 ml·kg-1·mmol-1·l[14]) × 體重(kg) × 能量當量(J·ml-1)。凈累積血乳酸=測試后乳酸最大值-測試開始前即刻值。當呼吸商>1.0時，1毫升氧氣所產生的熱量對應為21.131 J[15]。

2結果

測功儀6.5min全力劃測試測功儀和能量代謝數據見表2，三大供能系統(有氧供能系統、無氧無乳酸供能系統、乳酸供能系統)的供能比例見圖1。

(WPCR =無氧無乳酸供能，WBLC=無氧乳酸供能，WAER=有氧供能，WTOT=總供能)

圖1　6.5min全力劃供能比例(N=10)

對測試結果中10名運動員6.5min模擬2 000m距離全力劃測功儀數據槳頻、功率、船速進行平均(圖2)，結合氣體代謝數據中VO2、心率平均值(圖3)我們可以得到賽艇6.5min全力劃中各項指標的時序特征。功率在前30s中達到最大值之后快速下降，到達90s后下降速率減緩，最低值降到最大值的84%，最后30s進入沖刺階段功率快速上升。槳頻30s后快速下降，60s之后槳頻保持在最大值的86%~88%之間進入相對穩定狀態，最后30s快速攀升達到最大值。船速在前30s達到最大值，之后相對穩定始終保證在95%以上。VO2前5~10s出現延遲后迅速增加60s后達到最大值的90%，之后均保證在高水平的緩慢增長區。測試結束后VO2先進入3min快速恢復期和3min慢速恢復期，6min后基本恢復到測試前狀態。心率非常快的從最大值60%增加到95%以上，之后相對穩定，測試結束6min達到安靜水平。

圖2　6.5min全力劃測功儀各數據時序特征

3討論

本研究通過10名優秀賽艇運動員在測功儀上6.5min全力劃模擬2 000m比賽，探究了賽艇比賽的供能特征。結果表明，賽艇模擬比賽的三大供能系統的供能比例分別為83.7%(有氧)、6.2%(無氧無乳酸)和 10.1%(無氧乳酸)。本研究得到的有氧供能比例高于Hagerman(70%[5]、72%[6])和Secher(70%~76%[7])的研究結果，低于Messonnier(86%[8])的研究結果，與Hartmann和Mader的研究結果[16]相似。但是早期專家在計算能量代謝所用的方法是最大積累氧虧法，此方法從Medbo提出就一直飽受爭議[17-19]。本文所采用的能量代謝方法是由Beneke等人在研究了前人[20，21]的基礎上于2002年提出[22，23]，此方法最大的優點在于將無氧供能部分細化為無氧無乳酸供能和無氧乳酸供能兩大供能系統。

圖3　6.5min全力劃氣體代謝各數據時序特征

人體運動時三大供能系統同時工作，但是三種供能系統能力的提高需要不同的訓練手段，我們要根據該項目的特點(如三大供能系統的比例關系)，通過不同的訓練強度的組合，最終形成比賽所需要的能力[24]。賽艇項目是以有氧(83.7%)能力為主的耐力型項目，大部分的能量供應來自于有氧供能系統，肌肉中線粒體的數量和體積決定了運動員的有氧能力，然而高強度訓練后乳酸的堆積導致機體的酸化會破壞細胞中的蛋白質和線粒體[4]。對高水平賽艇運動員的訓練負荷研究表明，賽艇年度訓練負荷安排中80%以上屬于是低槳頻，長時間，長距離的有氧長劃[25]。

賽艇起航需要階段的能量供應主要來自無氧供能系統，首先消耗的是功率最大的無氧無乳酸供能系統，之后無氧乳酸供能逐漸加入。60s后，有氧供能占主導地位并全程保持。本研究將無氧供能細化為無氧無乳酸(6.2%)、無氧乳酸(10.1%)，將原來的無氧供能進一步細分為無氧無乳酸供能和無氧乳酸供能。無氧無乳酸供能只能維持3~5s，恢復需要4min，那么加強無氧無乳酸供能系統的訓練可以安排在7~10槳的訓練。無氧乳酸供能系統的訓練可以安排在90s以內的不同距離的高強度訓練。研究表明，有氧和無氧是一對既相互支撐又相互制約的關系，有氧和無氧能力的發展屬于此消彼長的動態關系。本研究探究了模擬賽艇比賽過程的三大供能比例關系(有氧供能83.7%、無氧無乳酸供能6.2%、無氧乳酸供能10.1%)，結合有氧和無氧能力的特性，我們在準備期時，應該將有氧能力的基礎打的高一些。在競賽期，隨著訓練量和強度的大幅增加，無氧能力增強同時抵消有氧能力的儲備，在比賽到來前達到最符合賽艇項目的供能比例的體能。

4結論

賽艇模擬比賽過程中來自無氧無乳酸供能系統、無氧乳酸供能系統和有氧供能系統的能量供應比例分別為6.2%、10.1%和83.7%。本研究運用國內高水平賽艇運動員進行研究，研究結果與國外研究的結果一致，進一步論證了賽艇是一項以有氧供能為主的運動項目。研究結果為我國賽艇訓練進一步加強有氧訓練提供了生物學基礎。

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