田 文，黎涌明，沈萌芽

（1.中國民航大學，天津 300300；2.上海體育學院，上海 200438；3.北京體育大學，北京 100084）

運動人體科學

空手道組手運動員的氧代謝實驗研究

田 文1，黎涌明2，沈萌芽3

（1.中國民航大學，天津 300300；2.上海體育學院，上海 200438；3.北京體育大學，北京 100084）

目的：明確空手道組手運動項目的能量代謝特征，采用生理生化手段驗證、模擬、評價經(jīng)典的空手道組手運動訓練方法，對科學化競技訓練具有積極指導(dǎo)意義。方法：采用文獻資料法、錄像觀察法、實驗法，分別從假設(shè)模型校驗和實驗驗證2個角度對空手道組手運動員的能量代謝特征與供能方式進行研究。結(jié)果：空手道組手運動員在比賽中的主要能量來源于有氧氧化供能，男女運動員的有氧氧化供能比例分別占75.2%和64.9%，運動員整體有氧氧化供能比超過70%。結(jié)論：空手道組手運動是以有氧供能為主導(dǎo)的同場競技格斗對抗類項目，建議在保證有氧耐力訓練的基礎(chǔ)前提下，將高輸出功率的力量型訓練作為核心，突出體能訓練的專項特征。

空手道組手；有氧耐力；有氧代謝；體能訓練

空手道起源于中國盛唐時期，原稱“唐手”，具有“源自中國的武術(shù)”的含義。國際空手道競賽分為組手（競技）和手型（套路）兩類，空手道組手運動是空手道的徒手對抗形式，對抗雙方利用踢、打、摔等技術(shù)進行攻防競賽，組手與跆拳道、散打等運動項目同屬于格斗對抗類項目。

空手道運動本身博大精深的發(fā)展歷程，衍生出大量豐富而卓有成效的訓練方式、方法，本研究立足動作與能量代謝的人體運動外在與內(nèi)在本質(zhì)，采用生理生化手段驗證、模擬、評價經(jīng)典的空手道組手運動訓練方法和高水平空手道競賽資料，通過以攝氧量監(jiān)控、血乳酸監(jiān)控等生理生化手段，模擬并推算出組手運動員有氧供能百分比與最大運動持續(xù)時間回歸方程以及最大乳酸穩(wěn)態(tài)的平均血乳酸，對運動員專項技能、專項體能訓練與防傷及康復(fù)訓練具有關(guān)鍵指導(dǎo)作用。對深入理解空手道組手運動訓練與競賽、高水準組手運動員體能、防傷與康復(fù)訓練設(shè)計以及專項技能訓練具有積極的指導(dǎo)意義。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象 以空手道組手運動員的能量代謝特征為研究對象。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻資料法 空手道組手運動在國內(nèi)開展時間較短，有關(guān)空手道動作體系和能量代謝的相關(guān)研究基礎(chǔ)較為薄弱，本研究通過北京體育大學圖書館、中國知網(wǎng)等檢索平臺查閱國內(nèi)外相關(guān)研究文獻25篇，對國內(nèi)外空手道組手、空手道型、散打和跆拳道等運動項目的能量代謝研究進行檢索與調(diào)研。

1.2.2 錄像觀察法 調(diào)研2014年至今北京體育大學空手道代表隊重點隊員國內(nèi)外重點比賽的半決賽、決賽錄像，觀察并記錄目標動作技術(shù)的耗時、重復(fù)率、失誤與成功率及動作完成方式；隨隊觀摩重點隊員技戰(zhàn)術(shù)與體能訓練。通過計算視頻錄像資料中空手道組手運動員不同強度運動的持續(xù)時間，推算出有氧代謝在相應(yīng)運動中的供能比例。

1.2.3 實驗法 實驗研究共選取22名運動員樣本，女子13人，男子9人。于2016年9月5-7日3天完成實驗測試。因測試條件受限，最終取得有效樣本成績18人（男女子各9人）。有效樣本運動員年齡集中在17～20歲之間，女子樣本運動員平均身高166.38±4.03cm、平均體重57.51±3.69kg，男子運動員平均身高176±8.19cm、平均體重61.12±9.39kg，樣本運動員平均體育運動訓練年限為5年以上，平均空手道訓練年限高于2年（表1），樣本情況表示絕大多數(shù)運動員由其他運動項目（跆拳道、散打）轉(zhuǎn)項而來。

表1 樣本運動員基本情況

本研究采用黎涌明2014年設(shè)計得出的運動強度與持續(xù)時間回歸方程y=22.404×Ln（X）+45.176，（R2=0.9334）[1]，采用Cortex MetaMax 3B氣體代謝分析儀，在空手道組手模擬對抗過程中采集并分析運動員氣體代謝情況，通過監(jiān)測組手運動員在運動前安靜、運動前即刻以及運動后第1、3、5、7、10min的血乳酸生成情況，運用儀器測得并計算出模擬實戰(zhàn)對抗條件下組手運動員的有氧代謝情況（圖1）。

圖1 組手運動員模擬對抗實驗設(shè)計流程

圖2 CORTEX氣體代謝儀器穿戴

實驗中對測試的得分與技術(shù)動作做出要求，研究選取成年男子3min與成年女子2min作為組手比賽基本時間，采取回合制競賽方式。為保證模擬比賽的運動強度盡可能接近正式比賽的運動強度，在3min比賽內(nèi)（加時時間在3min后累加），研究人員要求雙方運動員必須出現(xiàn)10次以上的上肢技法攻擊（前手、后手、上肢組合技法，不需要每次攻擊都有效得分）；必須出現(xiàn)10次以上的下肢技法攻擊（含5次以上的有效得分）；必須出現(xiàn)3次以上的摔法攻擊（不需要每次攻擊都有效得分）。一名測試工作記錄技法次數(shù)與得分。受到測試儀器穿戴影響（圖2），攻擊者對于穿戴者在實施各類攻擊技法中，雖然不需要避開頭面部、軀干上段等核心攻擊取分區(qū)域，但是在攻擊中需要達到真正的寸止，避免因外力導(dǎo)致的實驗儀器損壞。

表3 組手模擬比賽的運動員血乳酸生成情況 mmol/L

2 結(jié)果與分析

2.1 對假設(shè)性回歸方程結(jié)果的分析 競技組手運動的比賽強度非一成不變，通過結(jié)合前人對最大攝氧量以及主觀體力等級的研究[2-3]，以及對實際組手競賽訓練與錄像進行分析，按照組手運動技術(shù)動作的復(fù)雜程度和運動員全身性參與程度，將防御性步法移動（前進與后退、步法閃躲等）、腿部中低位佯攻與防守等技術(shù)動作視為低強度運動（40～60%VO2max，非接觸性且髖關(guān)節(jié)以下肢體動作為主）；將移動中2次及2次以下的上段直擊或拳打法動作（組合）等視為中強度運動（61～80%VO2max，短暫接觸且全身性技術(shù)組合）；將移動中踢技、纏斗、單一進攻手段以上的混合型技術(shù)攻擊、摔技等視為高強度運動（80%VO2max及以上，完全接觸且全身性技術(shù)組合）。從此視角可以得出，一場組手比賽中運動員的中低強度運動比例遠高于高強度所占時長。

表2 不同強度運動持續(xù)時間下空手道組手運動員有氧供能比例

空手道組手與跆拳道運動在比賽時間和強度上存在共性，前人的研究中，認為跆拳道項目以無氧耐力為主，保證運動員在一場比賽中能夠維持較長時間的高強度運動[4]。同時有氧能力被認為是同場格斗項群運動員的基礎(chǔ)[5]，能夠令運動員在一天參加多場比賽時保持充沛的精力和體力，在兩場比賽的休息間歇能夠快速恢復(fù)[6]。根據(jù)黎涌明有氧供能與高強度運動持續(xù)時間的關(guān)系公式，組手運動員高強度與中低強度時間持續(xù)比值分別為：女子高強度持續(xù)時間占總競賽時長的12%，男子占10%。分別將組手運動整體時間、換算后的高強度運動時間、相應(yīng)中低強度運動時間帶入方程，得出不同百分比值，并將其與前人研究時間進行比較。研究中體現(xiàn)出高強度運動下組手運動員有氧供能比例與參賽時間呈正相關(guān)，在理論假設(shè)條件下的女子2min運動與男子3min運動時間下，高強度運動中的女子組手運動員有氧供能比例高于60.7%，而男子運動員高于69.8%，男子運動員計算百分比相對接近國外對4：27空手道格斗的有氧供能比例77.8%[7]。若將計時比賽時間劃分為高強度運動與中低強度運動（本研究前文對不同時間截點下空手道組手運動供能特征研究部分），根據(jù)計算獲得的高強度運動時間比例12%（女子2min）和10%（男子3min），實際在高強度運動所占時間內(nèi)，空手道組手運動員有氧供能比例分別高于13.2%與18.2%；相應(yīng)的中低強度運動中有氧供能比例分別為57.8%（女子2min）和67.4%（男子3min）。得知在規(guī)定時間段內(nèi)高強度與中低強度運動的有氧代謝總比例要分別高于70%（女子）和80%（男子）。上述結(jié)果的前提基于對規(guī)定運動時間內(nèi)的動作總耗時量，與實際組手競賽中運動員的場上動作行為模式與動作耗時有較大差異。并且在女子組手運動中規(guī)定時間2min與74.4s、2min有氧無氧分界點在時間、空間內(nèi)較為接近。

2.2 對模擬實戰(zhàn)條件下組手運動員氧代謝水平的分析由表3所示，所有被試運動員在運動后，不同分數(shù)的血乳酸測試成績在數(shù)據(jù)集中區(qū)域上較為正常，表明所選取的樣本運動員能夠符合實驗測試的真實需要，體現(xiàn)了模擬比賽實驗在實驗設(shè)計上能夠滿足測試需求，符合格斗競賽的能量代謝一般規(guī)律，較為接近真實比賽的運動強度，符合組手競技比賽對本實驗提出的運動強度需求，模擬實驗組織成功。

但是在對所得數(shù)據(jù)的表象分析中，相對于運動后1min，發(fā)現(xiàn)在模擬比賽后第5min的血乳酸數(shù)據(jù)中，9名女子運動員中只有1名測試對象的血乳酸上升了0.03個單位，其它8名被試者均在該階段出現(xiàn)不同程度的血乳酸值下降；9名男子運動員中，出現(xiàn)了5名被試對象的血乳酸值升高現(xiàn)象。在第7min與第10min的監(jiān)測結(jié)果對比中，除0009（女子）、0012（女子）、0022（男子）3個樣本之外，其余15個樣本都出現(xiàn)了不同程度的血乳酸值下降，結(jié)合模擬比賽后第5min的男女不同性別樣本的數(shù)據(jù)變化，認為女子組手運動的整體模擬比賽運動強度較男子運動員低。從第10min的血乳酸表現(xiàn)情況來看，相對于運動后1min，除0022（男子）樣本之外，其余17名男女子運動員的血乳酸值均出現(xiàn)了均勻下降，男子運動員在恢復(fù)能力上要優(yōu)于女子運動員。

根據(jù)表3的數(shù)據(jù)態(tài)勢，可認為在一場比賽后的第5～10min是組手運動員乳酸消除的合適時間段，在10余分鐘結(jié)束后運動員身體的乳酸產(chǎn)生量基本與安靜時的量相等，與之相對應(yīng)的運動員的機體疲勞與不適感會降低到合適水平。而在實際參賽過程中，兩場比賽的間隔時間由于賽制等客觀條件影響，存在短于10min的可能性，運動員在上一場比賽累計的血乳酸在短時間范圍內(nèi)無法得到有效清除。在比賽賽制無法改變的客觀條件下，只有通過在平時訓練中對組手運動員訓練方式的轉(zhuǎn)變、以提升運動員有氧代謝能力為體能訓練核心、在手段上豐富有氧訓練內(nèi)涵，來提升運動員攝氧代謝水平和提高單位時間內(nèi)運動員機體消除乳酸的能力。

圖3 不同能量代謝系統(tǒng)在模擬比賽中的供能情況比較

在實際訓練中，更多地將運動員競技能力的發(fā)展轉(zhuǎn)向?qū)θ樗岬哪褪艹潭?。組手運動員有氧訓練與沖酸耐受乳酸能力訓練的比重，應(yīng)在客觀實驗結(jié)果的指導(dǎo)下進行相應(yīng)調(diào)整，若一味地加大運動員耐受乳酸能力訓練而忽視乳酸消除的客觀時間，忽視對乳酸消除率的干預(yù)性研究與訓練，既使運動員能夠在一場比賽中高質(zhì)量地完成高強度、高速度比賽任務(wù)，做出相應(yīng)的技戰(zhàn)術(shù)配合，但是其消除乳酸的能力沒有提升，無法加快其疲勞恢復(fù)速度，也無法保證貫穿性賽制下的高質(zhì)量、連續(xù)性參賽。

表4 3種能量代謝系統(tǒng)的供能比較

磷酸原供能系統(tǒng)與糖酵解供能系統(tǒng)在模擬比賽實驗中為運動員的供能總量較為接近，在快速動作的實施過程中，ATP-CP的能量被快速釋放，以完成高功率快速度的攻防技術(shù)動作?？焖偬墙徒猱a(chǎn)生的能量用于維持組手運動員完成高強度比賽的能力，但是根據(jù)文獻所提出的有氧無氧供能臨界點遷移的理論（自2min前移至74.4s[8]），結(jié)合組手運動半接觸性、多回合攻防技術(shù)體系、多暫停的競賽安排，絕大多數(shù)的競技組手運動實際完成時間要大大長于規(guī)定時間（女子2min、男子3min），因此在無氧閾前移的前提下，運動員需要提升以有氧氧化代謝能力為基礎(chǔ)的能量代謝水平，以維持高強度競賽條件下機體耐酸、消酸以及功率發(fā)揮的實際競賽需求。圖3中的數(shù)據(jù)趨勢線也證明了有氧氧化供能能力是在實際比賽中對運動員總供能的基礎(chǔ)性前提保證。18名被試者的有氧氧化供能能力（產(chǎn)生KJ）均是其它2類供能系統(tǒng)的2倍及以上，有氧氧化的趨勢線在總供能比例中占有絕對優(yōu)勢。通過對表4中3種能量代謝系統(tǒng)的供能能力比較（產(chǎn)量與百分比），在女子組、男子組、男女組的3類組別中，糖酵解的供能能量與比例是3個系統(tǒng)中最低的，而有氧氧化供能系統(tǒng)在3個組別的供能比例與能量產(chǎn)生2個指標上均占有絕對優(yōu)勢，分別占到64.9%（女子組）、75.2%（男子組）、70%（男女混合組）。因此從數(shù)據(jù)上推導(dǎo)，空手道組手運動員在競賽中的主要供能方式為有氧氧化供能，供能比例女子運動員較男子運動員低，其主要原因與實際競賽運動時間長短有關(guān)。

將實驗推導(dǎo)后的數(shù)據(jù)與前文黎涌明設(shè)計的高強度運動與持續(xù)時間方程y=22.404×Ln（X）+45.176，（R2=0.9334）計算值相比較。即高強度運動所占時間內(nèi)空手道組手運動員有氧供能比例分別高于13.2%（女子2min）與18.2%（男子3min）；相應(yīng)的中低強度運動中，有氧供能比例分別為57.8%（女子2min）和67.4%（男子3min）；男女運動員總比例要分別高于70%（女子）和80%（男子）。表4中的有氧氧化供能比例與中低強度運動中所獲得的方程計算值較為接近，但是無論采取實驗驗證還是假設(shè)性方程檢驗，都證明了在規(guī)定時間下的空手道組手競技運動中，組手運動員的能量代謝特征以有氧氧化供能為主。相對于男子運動員，女子運動員磷酸原供能比例接近30%，因此女子運動員的體能訓練中需要兼顧2個能量系統(tǒng)的協(xié)同發(fā)展；男子組手運動員的體能訓練中，需要強調(diào)有氧能力為基礎(chǔ)的訓練思想，圍繞有氧代謝能力的提升設(shè)計訓練框架。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論 空手道組手運動員在比賽中的主要能量來源于有氧氧化供能，運動員整體有氧氧化供能比超過70%，空手道組手運動是以有氧供能為主導(dǎo)的同場競技格斗對抗類項目。

3.2 建議 1）有氧耐力訓練是提升空手道運動員體能水平的基礎(chǔ)，可通過運動方式、強度與量的交互、力量訓練的創(chuàng)新以及新技術(shù)、新設(shè)備等手段豐富訓練內(nèi)涵。

2）采用非線性訓練周期原則，根據(jù)運動項目特征對體能訓練各子體系進行導(dǎo)向，將功能性訓練更多地納入到防傷康復(fù)工作中。

3）以高輸出功率的力量型訓練作為空手道運動員專項體能訓練核心，統(tǒng)籌安排設(shè)計，突出專項特征，提升體能訓練的工作效率。

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The Study for the Aerobic Metabolism of Karate Kumite Athletes

TIAN Wen1，LI Yong-ming2，SHEN Meng-ya3
(1.China Aviation University of China, Tianjin 300300, China;2.Shanghai University of Sport, Shanghai 200438, China; 3.Beijing Sport University, Beijing 10084, China)

This paper aims to specify the energy metabolism characteristics of the karate kumite through the method of physiological and biochemical means, and the training method is simulated and evaluated. It has positive guiding signif i cance for the scientif i c training. Methods: The energy metabolism and energy supply mode of the karate kumite athletes were studied by means of literature review, video observation and experiment. The two aspects were studied from the hypothesis model verif i cation and experimental verif i cation. Result: the study shows the majority energy supplement of kumite athletes is from aerobic metabolism. The scale in male and female are 75.2% and 64.9%, and the scale for whole kumite athletes exceed 70%. Summary: the study holds the opinion that the aerobic metabolism system is the majority energy supplement for kumite athletes. The study suggests that with the foundation of the aerobic training, people should hold the high intensity and power training as the core methods in order to enhance the specialty of kumite fi tness demands.

kumite; aerobic endurance; aerobic metabolism; fi tness training

G804

A

1004 - 7662(2017)04- 0079-05

2016-12-25

2016年度中國大學生體育協(xié)會空手道分會重點科研課題（項目編號：16DKK-Z-01）。

田文，講師，碩士，研究方向：體能訓練、空防安全。