許汪宇，蔡 廣，沈勛章，葛 珺

全國學生體質(zhì)健康狀況調(diào)查有大量的學生體質(zhì)測試數(shù)據(jù)，可以反映兒童青少年的生長發(fā)育情況，青少年運動員是特殊人群，他們的生長發(fā)育是否有其特別之處，直接關(guān)系著各項身體素質(zhì)的最佳訓練時間。速度力量作為結(jié)合力量素質(zhì)和速度素質(zhì)的綜合基礎(chǔ)素質(zhì)，是短跑、跳躍及舉重等項目取得優(yōu)秀成績的關(guān)鍵因素，何時開始對速度力量進行訓練，以及如何用非比賽成績評價速度力量是基層教練員最關(guān)心的問題。因此，本研究以不同年齡上海市女青少年運動員為研究對象，通過分析15 s無氧功特點，探討女青少年運動員生長發(fā)育和磷酸原代謝能力的變化特點及其相關(guān)關(guān)系。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

以650名上海市女青少年運動員為研究對象，年齡10～18歲，專業(yè)訓練年限為1～10年，研究對象基本情況見表1，涉及運動項目及人數(shù)見表2。按照《中國學生體質(zhì)健康狀況調(diào)查研究工作手冊》規(guī)定[1]，將研究對象1歲一個年齡組劃分，共分為9組。

1.2 研究方法

1.2.1 體質(zhì)指標的測試

體質(zhì)指標測試包括身高、體重、體脂率、肌肉重量、瘦體重和立定跳遠。其中身高使用身高坐高計測量，立定跳遠在田徑場進行，其余指標均采用韓國Biospace公司生產(chǎn)的Inbody3.0生物電阻抗身體成分測試儀測量。測試細則根據(jù)《上海市運動員科學選材工作指導手冊》[2]執(zhí)行。

1.2.2 15 s無氧功的測試

測試時間：2003年6月至2010年12月，在進行上海市優(yōu)秀體育后備苗子機能監(jiān)測時采集測試數(shù)據(jù)，除2003-2005年部分測試在6～8月外，其余測試均在11、12月及次年的1月、2月進行。

表1 研究對象基本情況TableⅠ Basic Information of the Subjects

表2 運動項目分布TableⅡ Sports Distribution of the Subjects

測試地點和條件：測試在上海市青少年選材測試車上進行，測試時保持車內(nèi)溫度20℃左右。每次測試前均對功率自行車進行調(diào)試檢查，確保正常工作。

測試儀器：瑞典產(chǎn)Monark839-E功率自行車，遙測心率Polar S-610。

測試方法：根據(jù)研究對象的項目特征，以磷酸原為主要供能方式，要求有較高的速度和速度力量，因此本研究以經(jīng)典Wingate無氧功率測試為基礎(chǔ)，將測試時間縮短至15 s測定受試者的無氧能力，以貼近項目特點。測試前，運動員需進行10 min左右的準備活動，活動至身體微熱，稍有出汗后心率恢復至100 次/min以下開始測試。測試時，根據(jù)運動員身高調(diào)整車座高度，阻力設(shè)定為受試者體重的0.75倍，要求運動員在聽到“開始”后以最快的速度全力蹬騎自行車15 s。數(shù)據(jù)由計算機自動記錄。

測試指標：最大功率（m ax,W）、平均功率（Pa,W）、最大轉(zhuǎn)速（Cmax,C）、最大轉(zhuǎn)速出現(xiàn)時間（T,S）

派生指標：相對最大功率（Pmax/kg）=最大功率/體重，相對平均功率（Pmax/kg）=平均功率/體重

1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

所有數(shù)據(jù)使用SPSS13.0統(tǒng)計軟件包進行統(tǒng)計學分析，結(jié)果用均數(shù)標準差表示，統(tǒng)計方法涉及獨立樣本t檢驗和Pearson相關(guān)分析。

2 研究結(jié)果與分析

2.1 女子青少年運動員身高、體重等體質(zhì)指標的變化特點

從青少年的一般生長發(fā)育規(guī)律來說，女性兒童青少年的身高和體重增長最快在10～13歲之間，此時身高一般年增長7～8 cm，最快可達12～14 cm，體重一般年增長5～6 kg，多者可達8～10 kg[3]。表3的數(shù)據(jù)顯示，女性運動員的身高和體重隨年齡的增長逐漸升高，以10～11歲增長最快，身高增長11.70 cm，體重增長9.31 kg，且在10～13歲之間始終保持較高的增長幅度。表明女性運動員與普通青少年一樣，在此階段處于身高的突增期，且增加的幅度位于普通青少年的中上水平。從數(shù)值及統(tǒng)計結(jié)果可看出，無論是身高還是體重，15歲后都保持相對穩(wěn)定。本研究中，14至15歲之間出現(xiàn)的較大變化，分析原因可能是由兩年齡組的項目分布引起的，其中15歲年齡組中要求高身高的項目壘球和排球人數(shù)較多，而相對對身高要求不高甚至要低身高的項目，如蹦床、舉重和乒乓球項目的人數(shù)少有關(guān)，由此將整體的均值拉高，引起與14歲年齡組均值的統(tǒng)計學差異。BMI是身高和體重的派生指數(shù)，因此整體變化趨勢也與其相同，隨年齡增長逐漸增大，表現(xiàn)出10～13歲增長明顯，15歲后相對穩(wěn)定。

表3 不同年齡組部分體質(zhì)指標均值比較TableⅢ Comparison between the Average Values of Some Physique Indices of the Different Age Groups of Subjects

伴隨身高和體重的增長，研究對象肌肉量和瘦體重也相應增大，其中肌肉量在10～15歲之間增長最快，而瘦體重出現(xiàn)在10～11歲、12～13歲兩個階段增長較快。肌肉量比其他幾個指標更突出的特點是出現(xiàn)了連續(xù)5年的明顯增長，這與研究對象是運動員這一特殊群體有關(guān)。肌肉的形態(tài)可塑性較大，短期力量訓練即能使肌肉體積增大，相反，如肌肉長期得不到一定負荷的收縮就會萎縮變小。運動訓練可以使肌纖維數(shù)目增多，體積增大[4]，由于隨年齡增長，相對訓練年限也增加，這可能就是引起肌肉量出現(xiàn)連續(xù)5年持續(xù)增長的原因。而瘦體重，是指去除脂肪外的身體質(zhì)量，包括骨骼、肌肉、內(nèi)臟、血液等，其遺傳度較高（男性87%，女性78%）[4]，其中骨骼、內(nèi)臟和血液這些身體成分的質(zhì)量受訓練的影響相對有限，僅隨身高和體重的生長發(fā)育變化而變化。因此，瘦體重的增長不如單純肌肉量的變化那么明顯，僅在10～11歲、12～13歲兩個階段有明顯的差異。

與高炳宏等2005年報告[5]上海市二線男子青少年運動員體脂率隨年齡增長呈下降趨勢的結(jié)果不同，本研究對象體脂率隨年齡增長逐漸增大，其中12～13歲間有一次突增，體脂率增加了7.09%。這應該與研究對象進入青春發(fā)育期月經(jīng)來潮有關(guān)。盡管沒有對研究對象初潮時間進行調(diào)查，但從2005年中國漢族女生月經(jīng)初潮平均年齡上海區(qū)域12.14歲來看[6]，結(jié)合該年齡段研究對象體脂率這一突增現(xiàn)象，可以推測：目前上海市女青少年運動員的月經(jīng)初潮年齡在12～13歲間，并未受運動訓練的影響，符合正常的生長發(fā)育規(guī)律。

立定跳遠作為一項基本素質(zhì)，是全國學生體質(zhì)與健康調(diào)研的必測項目，幾十年里積累了大量的數(shù)據(jù)。對于運動員，立定跳遠可以反映下肢的爆發(fā)力，對于跑、跳類運動項目極為重要，且測試簡便，因此本研究中也選取了這項指標，試圖比較女運動員與女學生之間的差別。以往的研究結(jié)果顯示[7]：城市女子立定跳遠的快速增長階段為7～13歲，停滯或下降階段為14～16歲，緩慢增長階段為17～18歲，其中快速增長階段年均增長6.37 cm，緩慢增長階段年均增長0.9 cm。由于本研究對象為上海市二線運動隊的女運動員，年齡均大于10歲，因此沒有7～10歲的相應數(shù)據(jù)，但從圖1上海女青少年運動員立定跳遠的變化趨勢可看出，研究對象立定跳遠的成績隨年齡增長而增加，其中以13～14歲增長最為明顯，14歲前平均年增9.60 cm，14歲以后有小幅上升，平均年增3.33 cm，均比普通城市女子增長快。結(jié)合2005年全國城市女學生和上海市城市女學生的測試數(shù)據(jù)[7]，如表4和圖1所示，普通女學生在7～13歲間的立定跳遠增長明顯，且7～10歲的增長速度要比10～13歲增長更快，在女運動員中是否也有相同的規(guī)律，由于本研究缺少7～10歲女運動員的數(shù)據(jù)，所以很難推斷，需要增加三線女運動的數(shù)據(jù)樣本再進行分析。

表4 上海市2005年城市女學生體質(zhì)與健康調(diào)研結(jié)果[6]TableⅣ Survey Result of the Physique and Health of Shanghai Urban Female Students in 2005

從各年齡組立定跳遠的整體變化趨勢上看，上海市女青少年運動員的成績要普遍高于全國及上海市城市女學生，且年齡越大，差值越大。這可以看出專業(yè)的運動訓練對女青少年下肢爆發(fā)力的促進效果，提示在女青少年運動員下肢爆發(fā)力發(fā)展的敏感時期（至少是10～14歲）進行專業(yè)的訓練，可以有效地提高其增長幅度，且在緩慢增長階段也能保持相對較高的增長。

2.2 女子青少年運動員15 s無氧功的變化特點

無氧代謝分為磷酸原代謝和糖酵解兩種，其中磷酸原代謝供能以啟動早、利用快、供能快速、輸出功率大為特點，是短時間極量運動的供能方式，通常只能維持6～8 s的時間。因此，本研究選擇15 s蹬騎功率自行車的方式以評價運動員磷酸原供能能力，最大功率值越高, 磷酸原系統(tǒng)供能儲備量越高，其爆發(fā)力越好。短跑、投擲、跳躍、舉重等項目均以磷酸原代謝為主，需要加強磷酸原供能能力的訓練，同時在選材時也需要注重選拔磷酸原儲量高的運動員。

表5顯示的是研究對象15 s無氧功率自行車的各項測試結(jié)果，最大功率和平均功率均隨年齡的增長而提高，且在10～15歲間表現(xiàn)出明顯的增長。功率的這種變化與女性青少年速度和速度力量的自然增長規(guī)律相一致，表現(xiàn)出11～13歲自然增長最快，15歲后趨于穩(wěn)定[4]。而相對最大功率和相對平均功率則沒有如此明顯的連續(xù)增長趨勢，其中相對最大功率分別在10～11歲和12～14歲增長較快，而相對平均功率則在10～11歲和13～14歲增長較快，這說明去除體重的增長影響之外，相對最大功率和相對平均功率并非隨年齡的增長而相應增長，兩者的相關(guān)關(guān)系如表6。因此在選拔評價運動員磷酸原代謝能力的時候，除考慮性別和年齡外，相對功率的大小更能反映運動員無氧能力的天賦程度。

速度素質(zhì)是人體以運動形式對外界刺激發(fā)生迅速的反應，并以最短的時間完成各種周期性或非周期性運動的能力。最大轉(zhuǎn)速反映的是受試者踏蹬自行車的頻率，也就是速度素質(zhì)，同時踏蹬時有一定的阻力，因此也屬于速度力量素質(zhì)，與受試者神經(jīng)系統(tǒng)（反應速度、靈敏、協(xié)調(diào)等）、肌肉系統(tǒng)（肌纖維類型）有關(guān)，這種肌肉神經(jīng)協(xié)調(diào)能力越好，頻率越高。速度素質(zhì)的遺傳度較高，基本是先天造就的，因此在選材中需要給予重視。從表5的結(jié)果中可看出，10～17歲研究對象的最大轉(zhuǎn)速逐年增加，其中10～11歲和12～13歲出現(xiàn)了明顯的增加，一方面是因為研究對象隨年齡增長神經(jīng)系統(tǒng)逐漸發(fā)育完善，另一方面與訓練有關(guān)，雖然速度素質(zhì)遺傳度較高，但是通過訓練，肌肉量增加，肌肉絕對力量提高，機體克服阻力做功的能力也提高[4]。最大轉(zhuǎn)速出現(xiàn)的時間是受試者開始踏蹬自行車后，在阻力下轉(zhuǎn)速達到最大時的時間，同樣與神經(jīng)系統(tǒng)和肌肉系統(tǒng)的發(fā)育程度有關(guān)，時間越短，說明機體合成利用ATP的速率越快、效率越高，在短距離項目運動員的選拔上需要特別注意挑選時間短的運動員。本研究結(jié)果顯示各年齡之間并無明顯差異，且數(shù)值沒有明顯的傾向性，說明其變化受年齡和訓練的影響不大，與遺傳的關(guān)系更為密切。

本研究中出現(xiàn)18歲年齡組的各無氧功率指標低于17歲的情況，其中相對最大功率和最大轉(zhuǎn)速具有非常顯著的統(tǒng)計學意義，這可能是因為二線運動隊并非脫產(chǎn)訓練，平時的訓練是兼顧學習以外進行的，18歲的年齡，大部分運動員已經(jīng)進入高中階段，很多需要面臨高考的壓力，已經(jīng)不能正常參加專業(yè)訓練，運動能力有所下降。此外，也可能因為已經(jīng)18歲還屬于二線運動員，運動職業(yè)前景并不樂觀，從運動員本身的積極性上可能也有所懈怠，從而造成18歲的無氧能力比17歲差的現(xiàn)象。

表5 不同年齡組1 5 s無氧功指標均值比較TableⅤ Comparison between the Average Values of the 15s Anaerobic Power Indicators of the Different Age Groups of Subjects

表6 年齡與最大功率、最低功率及相對值的相關(guān)關(guān)系TableⅥ Correlation between Age and Maximum Power, Minimum Power and Relative Values

2.3 女子青少年運動員部分體質(zhì)指標與15 s無氧功的相關(guān)關(guān)系

由于最大無氧能力與身體質(zhì)量有關(guān)，尤其是去脂體重[4]，因此評價運動員的無氧能力需同時考慮年齡、性別和去脂體重的差別。去脂體重即瘦體重，是指去除脂肪的身體體重，其主要成分是肌肉，其次有骨骼、血液和細胞液等。大量研究證明：去脂體重與人體的無氧和有氧能力有高度的相關(guān)關(guān)系[3,8-12]，本研究也得到了相同的結(jié)果。如表7所示，體重、肌肉量、瘦體重和體脂量與最大功率、平均功率和最大轉(zhuǎn)速均存在一定的相關(guān)關(guān)系，其中以瘦體重的相關(guān)度最高，其次是體重，最后是肌肉，這是因為運動不僅需要通過肌肉的收縮來實現(xiàn)，同時也需要有骨骼、關(guān)節(jié)和血液運輸?shù)膮⑴c。因此，在評價運動員的最大功率及平均功率等指標時，最好以瘦體重的相對值來評定。體脂量作為非做功組織，很多研究證明與運動能力呈負相關(guān)關(guān)系[10]，而本研究結(jié)果顯示，體脂量與無氧功也存在一定的相關(guān)關(guān)系，可能是因為研究對象為10～18歲的女青少年運動員，隨年齡和體重的增長，體脂率相應升高，而年齡、體重與無氧功率又呈中度到高度相關(guān)，因此造成體脂量也與無氧功率呈一定正相關(guān)關(guān)系的假象。立定跳遠與15 s無氧功測試同屬速度力量，反映的是下肢爆發(fā)力的水平，由表7的結(jié)果可看出，立定跳遠成績與最大功率、平均功率呈中度相關(guān)，與最大轉(zhuǎn)速呈低度相關(guān)，提示在沒有功率自行車等硬件設(shè)備時，可以通過立定跳遠來間接評定運動員的下肢爆發(fā)力。此外，肌肉量與最大轉(zhuǎn)速出現(xiàn)時間呈低度負相關(guān)關(guān)系（P＜0.01，r=-0.369），這驗證了最大轉(zhuǎn)速（速度力量）受神經(jīng)肌肉影響較大的理論[3]，肌肉量越大，骨骼肌的肌梭越多，控制肌肉的運動神經(jīng)末梢越豐富，因此，由肌肉收縮產(chǎn)生的運動頻率越快。

表7 研究對象部分體質(zhì)指標與1 5 s無氧功的相關(guān)關(guān)系TableⅦ Correlation between Some Physique Indices of the Subjects and 15s Anaerobic Power

3 結(jié)論

3.1 上海市10～18歲女青少年運動員身高和體重的快速增長期與普通女學生無異，10～13歲為快速增長期，15歲后趨于穩(wěn)定，但整體均值水平要高于普通女青少年；在專業(yè)訓練的影響因素下，女運動員立定跳遠的成績要明顯高于普通女學生。

3.2 上海市10～18歲女青少年女運動員最大功率和平均功率隨年齡的增長逐漸增加，10～15歲為快速增長期，15歲之后趨于穩(wěn)定，提示要在15歲之前對女青少年進行速度力量的訓練。

3.3 在評價女青少年運動員磷酸原供能能力時，除考慮年齡因素外，體重相對功率要比絕對功率有效，而瘦體重相對功率要比體重相對功率有效，因此在條件允許的前提下最好使用瘦體重相對功率進行評價。

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