短跑專項體能特征的綜合分析

劉祥宏

（廣西師范大學體育學院,廣西 桂林 541006）

1 能量供應與專項特征

能量是制定訓練計劃，實現某一運動技能或運動活動所必需的專門生理機能能力，是人們認識和發現人體生理機能內在規律的手段。在人體中，輸出高能量的快肌纖維和輸出低能量的慢肌纖維是田徑短跑項目中能量供應的物質基礎，而ATP-CP、糖酵解和糖的有氧氧化三大供能系統則是機體能量供能的反應機理。在探尋專項特征時，應該以專項為核心。短跑的距離不同，尤其是能量供應系統的特征不同是區別專項特征的有效手段，因此，認識能量供應的專項特征能夠為專項訓練提供目標和依據。基于供能系統，加強短跑專項特征的認識，可為專項訓練提供相應理論依據。

認識專項特征是科學訓練的需要。專項特征是一個項目運動特點的集中表現，是區別不同運動項目之間異同的主要標志。徐本力[1]在論述現代訓練與現代運動訓練科學學科體系的構建中，提出最終的目標是專項訓練實踐。應認識到各項目的特性和特征是發展專項訓練理論的重要內涵[2]。基于專項訓練這一特征可把握運動項目的專項特點，在細節上對專項進行細節上的訓練和指導。認識項目的專項特征可以更好的為訓練和教學服務。

目前基于生理學能量供應這一視角對專項特征的研究發現，總體上存在局限在專項特征的總體認識，忽視專項運動內在的生理、生化特點；方式上以靜態的專項模型作為項目的主要特征，忽視了運動過程中機體反應的特點；在程度上過于宏觀，運用一般或項群的共性特點代替專項特征等問題[1]。

2 短跑供能特點綜述

田徑運動員的積極狀態可從其訓練水平的兩個方面來確定，有一個方面是穩定的，另一個則是缺失變化的。第一個是運動員集體形態、生理、生化、心理方面的變化，這是由于訓練的結果，另一個方面是中樞神經系統的工作能力。有利的中樞神經系統高度緊張將使運動員更有效的表現出自己的速度、意志品質等。但若長時間的保持高度的興奮和神經的高度緊張，則易導致神經活動受挫，神經系統的衰竭。目前對于短跑供能特點的闡釋如下：

短跑運動員肌肉中白肌纖維和無氧代謝酶占優勢，而長跑運動員肌肉中則幾乎全部是紅肌纖維和有氧代謝酶[3]。王春平（2006）短跑運動持續時間長短及肌肉中糖原、磷酸肌酸、二磷酸腺苷、乳酸含量的變化，證明了無氧代謝是短跑活動中最主要的供能方式。孫哲東（2001）在100米跑運動員的磷酸原供能能力與場地運動成績具有高度的相關性，并建立了對應的回歸方程。對于100米而言，主要以無氧非乳酸系統供能為主，200米則是高能磷酸化合物及乳酸混合供能，而400米主要以乳酸系統供能為主[4]。

3 短跑供能的專項特征分析

3.1 短跑的速度特征

3.1.1 100米跑的速度特征

根據博爾特在奧運會和世錦賽百米決賽美10成績改編。

表1 每10米的平均速度（m/s）[5]

在短跑項目中，速度是由步頻和步長決定的，一個優秀運動員的步頻與步長結構不同，但是成績相近的運動員必然有著相近似的跑動速度，否則丟失任意一個指標都會造成運動成績的大幅改變。根據表1的數據，運動員開始階段是呈加速運動，當速度達到最大速度后，運動員的步頻和步長會達到一個相對的穩定狀態，這時運動員做勻速直線運動。我們認為在此階段的運動能量充足，由（ATP-CP）直接供能，博爾特這樣的世界頂級短跑運動員其磷酸原系統供能能持續供能。當機體直接供能物質不足時，需要能量的替代物繼續供其運動。在短跑中，我們認為在這階段由糖的無氧酵解繼續為其供能，基于生理生化的思考，這種合成ATP供能的形式需要的時間較磷酸元系統供能多，速度會相應下降。當人體乳酸積累過多，無氧供能必然會參與消除乳酸和提供能量，速度會進一步減慢，100米最后20米必定有糖酵解參與。

3.1.2 200米跑的速度特征

表2 以第廿屆奧運會決賽200米分段成績[3]

200米跑成績在相當程度上取決于速度耐力水平[3]。經過以上表中信息，我們可以明確的發現第一個100米的成績要小于第二個100米，通過差數可以發現，前后兩個100米分段的時間不會差距過大。經由第一個100米的跑動，第二個100米速度曲線同樣是逐漸減慢的，體現出速度分配問題和明顯的速度耐力趨向。

從100-150米的速度水平可以發現，短跑主要任務之一就是要提高絕對速度水平。200米世界紀錄保持者博爾特其主項就是200米，后來才改跑100米、200米。在適當進行有氧代謝訓練的基礎上，大量采用以混合性代償性為主的訓練手段，優先發展絕對速度，逐步而謹慎地變為速度與耐力緊密相結合的快速耐力訓練，提高單個較長段落跑的強度。[7]由博爾特的速度分析可以看出，每秒12.35的速度水平體現的是絕對速度水平，由此作為發展運動員速度水平的指標之一，每10米的平均速度是步頻與步長綜合作用的結果，對于形態各異的運動員，把握好步頻和步長的關系，并且提升全程跑動的保持能力是發展100米、200米短跑成績的關鍵。在短跑項目中，有的運動員身高不占優勢，但是步頻快尤其是在啟動加速階段，這樣的結果是步幅不是特別大，步頻很快，如我國短跑運動員蘇炳添。還有一類身高適中，步頻快速如美國短跑運動員加特林。再一種便是如博爾特這種身高明顯占優勢，頻率快的運動員。在這三種運動員的類型中，必然會有優缺點，但這也是短跑項目發展過程中的必然結果。

3.1.3 400米跑速度特征

表3 世界優秀運動員400米跑的分段距離成績[3]

400米的速度特征具有明顯的速度變化，從總體的反應來看，最開始100米的時間要保持在11秒以內，即速度特征為9-10m/s,速度持續保持到300米的距離，最后100米明顯的相對前300米有所下降。這是人體生理機能能量供應的結果，是無氧代謝功能適應的結果。400米世界紀錄是美國運動員邁克爾·約翰遜保持的為43.18s。根據這一成績100米的平均速度為9.27m/s，若按照100米的速度10m/s來計算，全程要保持最快速度的93%。以目前100米取得的突破性進展，100米平均速度10.43m/s，那么需要保持最快平均速度的88.88%以上。那么，400米必定會有所突破，重點是在如何保持長時間的速度耐力基礎，以上表中，400米明顯與200米跑不同，200米跑后半程要快于前半程。

3.1.4 短跑無氧供能的預測

基于此，思考200米運動的供能方式，若以以上數據作為參考，100米之后，后程將繼續做減速運動其成績最高不會超過17.88s，200米世界紀錄的保持者博爾特其實際紀錄成績為19.19s。然而成績19.19s的展現從速度上說明，200米必然需要無氧糖酵解系統供能參與，之余還需要少量的有氧供能作為補充。相應的400米跑，是建立在200米后速度繼續下滑的基礎上，以100米之后每100米下降1.31s，則400米成績為41s。目前400米世界紀錄43.18s，必然是磷酸原系統、糖酵解系統、有氧氧化系統共同作用的結果。

3.2 肌肉力量特征

在評價運動員無氧代謝能力時，要考慮到體重因素，特別是克服重力做功的項目，無氧代謝能力與肌肉的量有關，要提高無氧能力應強化力量訓練。原因在于肌肉具有儲存人體運動所需能量的作用，增加人體的能量儲備功能，要相應增加肌肉的量，進而才能提升無氧能力。優秀的短跑運動員在加速能力，最高速度能力和保持速度能力方面都發展到了很高的水平。不同水平運動員之間存在姿勢發展程度上的差異。從項目的特征看，快速伸髖在短跑力量方面的影響遠遠超過快速伸腿。股四頭肌與股后肌群力量最適宜的比例是10：6[8]。另一方面，提升無氧能力，血乳酸的積累就會增多，當血乳酸達到一定程度就會造成酸中毒，不利于身體機能的發展，有氧供能的優勢是保持心血系統和呼吸系統的水平，提高機體消除乳酸能力具有積極意義。此前得到過關于我國短跑運動員的運動特點，“中國運動員的步頻過快，步長過小”的結論[9]。運動中的有氧、無氧是協同發展的，因此發展運動員的肌肉力量的過程中要增加相應的堿儲備。

3.3 有氧供能與無氧供能特征

各專項運動員的有氧和無氧能力并無顯著相關，更不存在此消彼長的負相關。這說明，不同專項，在運動過程中各供能系統都起著一定的作用，只不過存在何者為主，何者為輔的區別。由于訓練手段不同，無氧能力和有氧能力增加的幅度不同。[9]基于以上的分析發現，有氧、無氧這一評定指標對于短跑來說是訓練選擇的結果，在運動過程中都有著各自的功能，我們可以認為，在運動過程中，根據專項特征采用合適的方法提升運動員的運動能力，對于占主導因素的方面就要多強化，由于有氧能力、無氧能力在運動中是相互協同的，要把握訓練的正確方向。

對一般人而言，當PH=7.10時，神志昏迷，降到7以下可引起生命危險。希爾發現，當細胞內PH值降低到6.3時，乳酸生成反應即停止[10]。基于人體乳酸供能的科學依據發現，人體不能無限制的進行無氧運動，因而后期達到這個相應的極限程度，人體將會逐漸消除無氧供能造成的積累，速度進一步下降。這是朝著人體運動及極限思維思考的結果，前提是距離的長度在人體承受的極限之內。否則，人體仍然需要有氧供能來承擔人體的過量氧耗，因此，有氧能力和無氧能力是協同增加的。

3.4 血乳酸的生理學指標與無氧供能

肌肉酸痛是人體開始動用糖酵解系統功能的標志之一。400米是以乳酸原供能為主，運動時血乳酸濃度可達19.08mMol/L[10]。這一觀點中，機體在運動過程中隨著距離的增長，能量消耗的增多，逐漸產生乳酸這一代謝產物，肌肉疼痛應是乳酸積累的結果。運動醫學上將運動引起的肌肉酸痛分為兩種：一種是運動后疼痛立即出現，但其消失得也快，這種叫做急性肌肉酸痛。另一種是在運動后幾小時或一夜之后才出現，并伴有疲倦乏力，甚至會出現肌肉痙攣、僵硬等癥狀。這種癥狀則稱為延遲性肌肉酸痛或運動后疲勞。我們常說的肌肉酸痛主要是指后一種，即延遲性肌肉酸痛。如果說肌肉酸痛是人體無氧酵解產生乳酸的開始，這明顯是錯誤的。

以無氧代謝為主是短跑能量代謝的主要特點。當組織缺氧70%或者肌肉中ATP和CP余下的數量約為原來的50%左右時，肌肉便開始糖酵解供能，所以肌糖元含量及其酵解能力是速度耐力的物質基礎[11]。有觀點認為，在進行高強度運動時能量供給主要來自三磷酸腺苷和磷酸肌酸儲備，當磷酸肌原儲備還沒消耗完時，糖原無氧分解及其產物乳酸是不會產生的[12]。觀點的沖突造成人們認識的沖突，說明人們在對短跑能量供應上的認識還有不足,對于機體的內在專項特征還要進一步挖掘。

4 小結

隨著現代科技的進步，在競技運動競爭日趨激烈的今天，各項目的發展越來越體現項目極致的專項化特點。高水平運動員之間的差距越來越小，處于同一層次運動員的數量也日益增多。在這種趨勢下，優秀運動員之間的競爭更多地集中在對訓練和比賽細節的把握上。專項化的發展已成為現代競技體育發展最為明顯的趨勢。對專項的微觀、內在動態和運動特征進行深入了解已成為教練員重新探尋專項特征的重點。

[1]陳小平著.競技運動訓練實踐發展的理論思考[M].北京：北京體育大學出版社,2005：17-19.

[2]徐本力.專項理論到運動訓練科學——兼論運動訓練科學理論的形成與發展趨向[J].北京體育大學學報 ,2004,27(6)：721-726.

[3][蘇]勒·斯·霍緬科夫主編.田徑教練員教科書[M].武漢：武漢體育學院編印,1983：19,168-169,204.

[4]邢華城譯.高級運動員的無氧能力和有氧能力[J].歐洲應用心理學,1981：46-48.

[5]李鴻江主編.田徑運動高級教程[M].北京：高等教育出版社，2010：250-251.

[6]姜勤佳等.博爾特百米技術運動學分析[J].遼寧體育科技 ,2011,33(6)：76-79.

[7]姚珍杲.論短炮無氧耐力訓練中的若干問題[J].中國體育科技 ,1983(21)：1-6.

[8]文超主編.田徑熱點論[M].北京：人民體育出版社，1996：14-14,99.

[9]秦學林等.在不同專項運動員無氧代謝能力特征[J].中國臨床康復,2003,7(15)：2244-2245.

[10]郭成吉.400米跑訓練手段的生理學剖析[J].體育與科學 ,1996(5)：36-38.

[11]盧美華.談談短跑運動的代謝與能量問題[J].哈爾濱師范大學自然科學學報，1989,5（1）：108-112.

[12]弗拉基米爾·尼古拉耶維奇·普拉托諾夫普.黃簽名等譯.奧林匹克運動員訓練的理論與方法[M].天津：天津大學出版社，2014：138-139.