吉林省消防訓練科目乳酸代謝特征及實踐研究

盧中偉 許貴家

摘要：通過對消防員日常訓練項目進行需求分析，研究消防員在負重情況下的乳酸代謝特點。并針對消防員特殊體能需求，設計具有針對性的耐乳酸訓練方法，探討耐乳酸訓練對消防員負重技能項目的影響。通過提高消防員負重項目的運動表現，從而提高消防救援技能水平和增強消防員實戰能力。本研究不僅能夠增強消防救援隊伍的作戰能力，同時豐富了現階段基層消防員的訓練內容和理念。

關鍵詞：消防員;訓練科目;乳酸代謝;耐乳酸訓練

消防員在實施滅火救援工作時需要穿戴消防戰斗服、搶險服等個人防護裝備，因此消防員的日常訓練中大部分訓練科目都需要負重，消防員訓練科目有模擬實戰的操法訓練項目，有模擬場景的體能訓練項目。其中較為常見的訓練項目，操法有槍炮協同滅火操、縱深滅火救人操、樓層內攻滅火操和百米障礙救助操等，體能科目有負重爬十樓、400米救人疏散物資、60米肩梯登樓、負重5000米等，這些都是消防員比武科目和訓練科目，對實戰有著很大的指導意義[1]。

通過對這些消防員訓練項目進行生理學分析，項目的運動強度和持續時間都比較傾向于糖酵解供能，表明了較高水平的無氧耐力水平能更好的幫助消防員實施滅火救援。消防員是在負重、高溫和高壓狀態下作業，負重狀態與非負重狀態的運動方式和供能方式都有所區別，負重狀態下的運動效率明顯降低，身體生理機能受限，而心理壓力及環境溫度會加速導致肌肉疲勞、脫水等癥狀，因此消防員在運動中骨骼肌需求的能量更多，產生的疲勞更快，乳酸堆積更快。因此，提升乳酸耐受能力是提高消防員救援技能水平和增強消防員實戰能力的一個關鍵因素[2]。

一、研究對象

本研究選取吉林省消防總隊32名優秀的男性消防員，全省冬訓考核成績在前50名之內，有多年在總隊集訓經歷，有一定的訓練基礎，身體素質相對較強，能承受大負荷的訓練強度。將研究對象根據擅長的訓練科目分組，進行實驗干預，研究耐乳酸能力的提升對消防員負重運動表現的影響。選取要求：年齡18～35歲;參與日常消防訓練及一線救援;年度考核成績優異;BMI值19～28，身體健康，無呼吸道和心血管有關的急性和慢性疾病。測試儀器包括：德國 EKF Lactate Scout 便攜式血乳酸測定儀、德國便攜式心肺功能遙測儀（CORTEX）和體成分測試儀InBody 270。

二、研究方法

本文通過文獻資料法、實驗法、數理統計法研究消防訓練科目乳酸代謝特征及耐乳酸訓練的實踐研究，研究通過查閱文獻資料，對消防員訓練科目進行生理學分析，發現消防員對力量和無氧能力有著較高的需求，高水平的無氧能力、力量和肌耐力能更好的幫助消防員完成滅火工作。需求分析之后設計無氧訓練計劃，進行3個月的實驗干預，在實驗中收集整理實驗數據，用SPSS19.0統計軟件進行分析，以平均值±標準差表示結果，經過數理統計后，研究乳酸耐受能力提高對消防員訓練科目的影響。

三、研究結果與分析

（一）身體素質與專項考核測試

目前研究表明，無氧能力、有氧能力、力量素質、協調性和靈敏性都與消防員實戰能力有較強的相關性，因此對全部的研究對象進行實驗前測試，引體向上平均成績（12.26±3.94）次，1RM深蹲平均成績（104±23.20）kg，1RM臥推平均成績（80.70±14.80）kg，1RM硬拉平均成績（130.8±41.30）kg，最大心率平均為（187.2±16.73）bpm。消防員考核大綱內容測試：負重登十樓平均成績（55.9±3.54）s，

400米救人疏散物資平均成績（94.41±4.59）s，百米負重平均成績（15.84±0.67）s，單杠卷腹上平均成績（31.58±7.34）次，負重5000米平均成績（1229.37±39.97）s，10米爬繩平均成績（17.84±1.78）s。由基礎能力測試成績和專項考核成績可以看出參與測試的消防員力量素質相對較好，而有氧能力和無氧能力相對薄弱一些。

（二）實驗前準備

在實驗干預前期，對各項目小組進行項目成績測試和血乳酸測試，采血時間在運動后30s、1min、4min、7min和10min，記錄最高的血乳酸測試值。水帶操項目受測者為操法核心成員5號員，在多人協作的水帶操法里面一般由體能最好的成員擔任5號員，5號員分工多為負重快速折返和快速登樓，因此，吉林省選拔操法5號員的標準，有時會使用負重100米跑考察消防員的速度耐力素質和力量素質，其成績能反應消防員快速支援救援現場的能力，在眾多水帶操法當中多有應用，因此本研究將負重100米跑的成績作為操法評判標準之一。

運動時動用的能量系統是影響血乳酸變化的關鍵因素，在情緒緊張時腎上腺素分泌增加也會使血乳酸濃度提升，溫度較高和呼吸受阻也會影響供能系統的變化。通過表2中數據可知，參與測試的消防員具備較高的糖酵解供能能力，其中負重登十樓、40米救人疏散物資和槍炮協同滅火操的無氧系統的供能水平很高，糖酵解供能輸出功率已經達到最高水平。60米肩登樓與百米障礙救助操偏向于磷酸鹽與糖酵解混合代謝供能，縱深滅火救人操、樓層內攻滅火操和百米負重也偏向于磷酸鹽與糖酵解混合代謝供能，負重5000米屬于糖酵解與有氧代謝混合供能。較高的血乳酸濃度水平表明了無氧能力與消防專項運動表現之間較強的相關性。

雖然在實際的滅火救援現場，無氧系統的供能水平達不到訓練考核的水準，在實際救援當中要保留體力應對火場的各種突發情況，但在負重、高溫、高壓和呼吸受阻的特殊情況下，糖酵解供能輸出功率逐漸增加，乳酸堆積致使內環境pH值下降，降低運動能力，因此，消防員想要提升滅火救援表現，糖酵解供能能力和機體緩沖乳酸的能力十分關鍵。

（三）耐乳酸訓練計劃設計

針對消防員日常訓練科目的需求，設計提高糖酵解供能能力和緩沖酸的貯備能力的耐乳酸訓練計劃。實驗地點為長春市九臺區吉林省消防培訓基地，實驗干預時間為2021年7月至10月，為期12周，每周訓練六天，每天兩次訓練課。耐乳酸訓練屬于高強度間歇訓練，負荷強度較大，因此耐乳酸訓練計劃每間隔3～5天訓練一次，視消防員的身體恢復情況決定兩次課的間隔。本次集訓為了備戰10月份的全省首屆“火焰藍杯”消防運動會暨實戰技術交流競賽，訓練課主要包括：專項訓練（占總訓練課時的42%）、耐乳酸訓練（占11%）、力量訓練（占21%）、速度耐力訓練（占8%）、有氧訓練（占14%）、功能性訓練（占4%）。

耐乳酸訓練通常使用間歇訓練，通過嚴格的掌握時間和負荷強度，來提高機體代謝能力和心肺功能，其主要特點是經過短暫的休息讓機體未恢復至靜息水平就開始下組訓練。每一組訓練的距離和負荷強度都要精確的測量和控制，這樣有利掌握機體產生的適應性變化，便于針對性設計下一步訓練負荷。本研究耐乳酸訓練采用攀爬機（Versa Climber）訓練，訓練地點在長春師范大學體能實驗室，攀爬機訓練可以更好的把握訓練距離、時間和便于測試，攀爬機訓練和消防員專項登樓、爬梯和翻越等項目也有遷移作用。耐乳酸訓練課時總計16次，根據消防員的機體適應情況分為三個階段。

第一階段訓練內容：攀爬機訓練時間 30s，間歇時間 1min，要求距離 36.6～39.6米，重復訓練 8 組。在進行強度間歇訓練時要有充分的身體準備和適應性的練習，以確保在訓練中不出現傷病。在第一次適應性訓練時，消防員們普遍出現了惡心、嘔吐等不適現象，訓練刺激較強，測試血乳酸濃度水平為（20.67±2.60）mmol/L，這時實驗對象的乳酸恢復速率相對較差。在經過兩次訓練課之后，實驗對象適應了該強度的訓練內容，表明機體的無氧能力有較明顯的提升，都能在規定時間內完成要求訓練距離，在第一階段后面的訓練課上能夠穩定的完成訓練內容，并逐步的提高運動距離，測試血乳酸濃度為（19.67±2.23）mmol/L，運動負荷較大，血乳酸濃度水平降低，乳酸分解能力和運動能力得到有效提升。

第二階段訓練內容：前兩節訓練課銜接上階段訓練內容，因為身體機能已經適應上一階段的負荷強度，為了更好的刺激機能，增加了運動距離，攀爬機訓練時間30s，間歇時間 1min，要求距離 41.2～42.7米，重復訓練 8～10 組。發現研究對象有了第一階段的基礎，無氧耐力素質和機體抗酸能力都有了提升，基本上都能在 30s 完成“ 41.2米+”的要求，8月12日測試血乳酸濃度水平為 （20.23±2.41 ）mmol/L。因此，為了更有效率的訓練，改善訓練計劃，后四節訓練課攀爬機訓練時間 1min，間歇時間 2min，要求距離 64.0～67.1米，重復訓練 8 組。間歇時間較長，8月17日測試血乳酸濃度水平 （20.05±1.80）mmol/L，這時研究對象需要竭力去完成訓練內容。

第三階段訓練內容：前兩節訓練課銜接上階段訓練內容，攀爬機訓練時間 1min，間歇時間 2min，增加要求距離67.1～73.2米，重復訓練 8 組，通過了兩階段的攀爬機訓練，8月30日和9月7日的血乳酸濃度水平分別為（18.58±1.63）mmol/L 和 （19.13±0.73）mmol/L，說明研究對象的機體產生了匹配的適應性變化，增加負荷強度之后也能快速的適應訓練內容。后兩節訓練課，攀爬機訓練時間 30s，間歇10s ，每組 5 次，共4 組，計算每組的運動距離，組間間歇時間為完全恢復。通過表 3 和表 4 可以看出兩次訓練課的運動距離提升幅度較高，但血乳酸濃度水平沒有增加，說明經歷了三個階段的攀爬機高強度間歇訓練，研究對象的糖酵解代謝供能能力和機體緩沖乳酸的能力得到有效的發展和提高。

（四）周期訓練成果

經過了為期3個月的周期性訓練，研究對象的各項身體素質都有明顯的提升，攀爬機訓練提高了無氧耐力素質，抗阻力量訓練提升了力量素質，骨骼肌含量和1RM最大力量都有了飛躍式的提升，身體體脂率明顯下降。無氧耐力素質和力量素質是提高消防員負重狀態下運動表現的關鍵要素。

在實驗結束后對各項目小組進行實驗后考核測試，對比實驗前和實驗后的測試成績和血乳酸濃度水平，由表6可以看出經過系統的周期性訓練，各項目成績都有了顯著的提升，尤其是單兵體能項目，負重登十樓成績提升的同時血乳酸濃度水平波動幅度不大，說明耐乳酸能力和分解乳酸能力的提升使得運動能力得到了有效的發展，400米疏散物資和60米肩梯登樓成績提升的同時血乳酸濃度水平下降，說明機體緩沖乳酸的能力提高。負重5000米跑成績提升的同時，血乳酸濃度提升說明了乳酸耐受能力的提高。水帶操法也有顯著的提升效果，操法項目考核更注重的是團隊協作和在復雜環境下操作器械的能力，但通過提高核心號員的耐乳酸能力水平，水帶操的成績也有一定幅度的提升。綜上所述，通過攀爬機訓練提高消防員的乳酸耐受能力和分解乳酸能力，能有效的提高消防員訓練項目的運動表現。

四、結論與建議

（一）結論

通過基礎能力測試和專項訓練科目考核成績得知，參與實驗的吉林省消防員力量素質相對較好，而有氧能力和無氧能力相對薄弱一些。分析專項訓練科目測試血乳酸濃度發現無氧能力與消防專項運動表現之間具有較強的相關性，消防員想要提升滅火救援表現，糖酵解供能能力和機體緩沖乳酸的能力十分關鍵。耐乳酸訓練能有效的發展消防員乳酸耐受能力和機體分解乳酸能力，提高專項訓練項目成績。耐乳酸能力的提升能有效的提高消防員在運動中的運動表現，從耐乳酸能力與消防員負重運動技能的影響關系和影響程度上來說，系統合理的耐乳酸訓練對增強消防救援隊伍的作戰能力有重大意義[3]。

（二）建議

吉林省消防員體能訓練工作已經取得了明顯的成效，但在訓練內容上偏向力量訓練和專項訓練，文章通過分析消防員訓練科目的乳酸代謝特征，驗證了耐乳酸訓練對消防員專項運動表現的促進作用，因此，在日常的體能訓練中應該引入耐乳酸訓練，不具備攀爬機設備條件的，可以通過300碼折返跑，配速、節奏訓練和高強度間歇訓練等，都可以達到耐酸的目的。

參考文獻：

[1]張曉青，陳智慧，羅鵬哲.消防員體能訓練對技能訓練的影響分析[J].軍事體育學報，2013，32（03）：61-63.

[2]黃式培，吳華文.提高消防員滅火救援能力的措施分析[J].內蒙古科技與經濟，2017（11）：31+68.

[3]吳佑宏.優秀消防員身體素質特征及與滅火專業水平關系的研究[D].上海：上海體育學院，2020.

[4]隋翔宇.基層消防員體能訓練現狀及對策研究[D].南昌：華東交通大學，2019.

[5]畢雙洲.消防員軍事體能評價與負重狀態下運動能量消耗特征研究[D].成都：成都體育學院，2018.

作者簡介：

盧中偉，長春師范大學在讀研究生，研究方向：體育教育、體能訓練、運動監控和運動康復。