李 博，鮑 勤，繆 律，黎涌明，3

LI Bo1，BAO Qin2，MIAO Lv1，LI Yong-ming1，3

網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)生物學(xué)特征綜述

李 博1，鮑 勤2，繆 律1，黎涌明1，3

LI Bo1，BAO Qin2，MIAO Lv1，LI Yong-ming1，3

網(wǎng)球是世界上普及化程度較高的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目之一，現(xiàn)代網(wǎng)球職業(yè)賽事比賽期長(zhǎng)達(dá)10個(gè)月，大量的比賽對(duì)網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技能力的保持提出了極高的要求。國(guó)內(nèi)對(duì)網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)的研究熱度較高，然而，研究多集中于社會(huì)學(xué)領(lǐng)域，較少采用實(shí)驗(yàn)法，對(duì)網(wǎng)球生物學(xué)特征認(rèn)識(shí)非常有限。通過(guò)綜述國(guó)內(nèi)、外網(wǎng)球相關(guān)研究文獻(xiàn)，對(duì)網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員和網(wǎng)球項(xiàng)目特征進(jìn)行總結(jié)和分析。結(jié)果顯示：1）網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員的形態(tài)特征與生理學(xué)特征都高于普通人；2）網(wǎng)球?qū)儆陂g歇性運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)與間歇性休息是網(wǎng)球比賽的基本特征；3）網(wǎng)球比賽的平均強(qiáng)度不高，但在擊球與多回合長(zhǎng)時(shí)間對(duì)打過(guò)程中的生理學(xué)強(qiáng)度較高；4）網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)的技術(shù)特征與運(yùn)動(dòng)損傷是網(wǎng)球生物力學(xué)研究的熱點(diǎn)。未來(lái)對(duì)網(wǎng)球項(xiàng)目的研究應(yīng)多從運(yùn)動(dòng)生物學(xué)角度出發(fā)，加強(qiáng)對(duì)網(wǎng)球訓(xùn)練和比賽的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征與生理學(xué)特征的研究，以進(jìn)一步促進(jìn)對(duì)網(wǎng)球項(xiàng)目特征的認(rèn)識(shí)，提高網(wǎng)球項(xiàng)目的科學(xué)化水平。

形態(tài)學(xué)；生理學(xué)；比賽特征；生物力學(xué)

1 前言

網(wǎng)球是一項(xiàng)高度職業(yè)化的運(yùn)動(dòng)。1877年，英國(guó)全英網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)俱樂(lè)部舉辦了第1屆全英草地網(wǎng)球男子單打錦標(biāo)賽，標(biāo)志著現(xiàn)代網(wǎng)球的誕生。現(xiàn)代網(wǎng)球自誕生之初就受到世界各地人民的歡迎，在1896年的第1屆奧運(yùn)會(huì)上網(wǎng)球即被列入比賽項(xiàng)目。1968年，國(guó)際網(wǎng)球聯(lián)合會(huì)（International Tennis Federation，以下簡(jiǎn)稱“ITF”）宣布允許職業(yè)網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員參加比賽并設(shè)立獎(jiǎng)金，極大地促進(jìn)了網(wǎng)球項(xiàng)目的發(fā)展，網(wǎng)球從此進(jìn)入公開(kāi)賽時(shí)代，職業(yè)網(wǎng)球逐漸形成以四大滿貫賽事和以不同級(jí)別巡回賽構(gòu)成的職業(yè)網(wǎng)球賽事體系。根據(jù)2016年職業(yè)網(wǎng)球聯(lián)合會(huì)（Association of Tennis Professionals，以下簡(jiǎn)稱“ATP”）與國(guó)際女子網(wǎng)球協(xié)會(huì)（Women’s Tennis Association，以下簡(jiǎn)稱“WTA”）公布的賽程信息（圖1），2016年全年，男子網(wǎng)球比賽自1月3日至11月25日，共計(jì)71項(xiàng)賽事，持續(xù)47周，女子職業(yè)網(wǎng)球比賽自1月3日至10月31日，共計(jì)66項(xiàng)賽事，持續(xù)44周。為了得到更多的積分和獎(jiǎng)金，職業(yè)網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員需要盡可能多的參加職業(yè)比賽。根據(jù)ITF與WTA公布的排名中，頂級(jí)網(wǎng)球單打運(yùn)動(dòng)員（世界排名前4名，查詢時(shí)間2016年6月）2011—2015年，男子運(yùn)動(dòng)員年平均參加18.2站賽事，共進(jìn)行75.8場(chǎng)比賽，女子運(yùn)動(dòng)員年平均參加20.1站賽事，共進(jìn)行69.1場(chǎng)比賽。除了頻繁的比賽，運(yùn)動(dòng)員還需要克服長(zhǎng)途飛行帶來(lái)的疲勞，應(yīng)對(duì)不同的場(chǎng)地類型，適應(yīng)不同的氣候條件，面對(duì)不同類型的選手，許多運(yùn)動(dòng)員還要參加其他兼項(xiàng)雙打比賽，這對(duì)運(yùn)動(dòng)員的適應(yīng)能力和競(jìng)技能力提出了非常嚴(yán)苛的要求。本文擬通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)、外網(wǎng)球相關(guān)研究文獻(xiàn)進(jìn)行分析，探究網(wǎng)球在科學(xué)研究方面的現(xiàn)狀，并重點(diǎn)從生理學(xué)與生物力學(xué)角度出發(fā)，了解網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員形態(tài)學(xué)和生理學(xué)特征［2］。

圖1 2016年職業(yè)網(wǎng)球賽程時(shí)間分布柱狀圖Figure 1. Professional Tennis World Tour in 2016 Season

2 國(guó)內(nèi)、外網(wǎng)球項(xiàng)目研究現(xiàn)狀

以“網(wǎng)球”為檢索詞對(duì)中國(guó)知網(wǎng)體育類核心期刊進(jìn)行主題檢索（截止至2016年6月30日），對(duì)檢索到的691篇文獻(xiàn)進(jìn)行篩選，去除和網(wǎng)球無(wú)關(guān)的文獻(xiàn)，最終得到574篇文獻(xiàn)。對(duì)檢索到的文獻(xiàn)按照發(fā)布時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，自1976年開(kāi)始國(guó)內(nèi)對(duì)網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)的研究文獻(xiàn)數(shù)量呈不斷上升趨勢(shì)，2005年以來(lái)關(guān)于網(wǎng)球的文獻(xiàn)研究數(shù)量以每年25篇的數(shù)量迅速增加。對(duì)檢索到的文獻(xiàn)按照學(xué)科性質(zhì)進(jìn)行分類可以發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)有457篇（79.6%）研究文獻(xiàn)屬于社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域，而自然科學(xué)領(lǐng)域僅有117篇（20.4%）。如果對(duì)得到的文獻(xiàn)按照專題領(lǐng)域進(jìn)行劃分可以發(fā)現(xiàn)，文獻(xiàn)集中于格局/現(xiàn)狀/對(duì)策、技戰(zhàn)術(shù)、課程教學(xué)、其他（文化、歷史、宣傳等）4大領(lǐng)域，占文獻(xiàn)總量的71.6%（411篇）。

同樣，以“tennis”為檢索詞在Google Scholar、Web of Science、Ebsco體育運(yùn)動(dòng)全文數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)國(guó)外關(guān)于網(wǎng)球的研究文獻(xiàn)進(jìn)行檢索（截止至2016年6月30日），并對(duì)檢索到的512篇文獻(xiàn)進(jìn)行篩選（其中109篇是對(duì)非網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員網(wǎng)球肘的研究文獻(xiàn)），最終得到384篇文獻(xiàn)。對(duì)比國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)分布狀況，國(guó)外研究文獻(xiàn)屬于社會(huì)科學(xué)類的僅有106篇（27.6%），屬于自然學(xué)科的文獻(xiàn)有278篇（72.4%）。如果按照專題進(jìn)行劃分發(fā)現(xiàn)，國(guó)外研究文獻(xiàn)集中于生理學(xué)/生物化學(xué)、器材/軟件開(kāi)發(fā)、心理學(xué)、醫(yī)學(xué)4大領(lǐng)域，占研究總量的62.3%（238篇）。

圖2 國(guó)內(nèi)、外網(wǎng)球文獻(xiàn)研究分類柱狀圖Figure 2. Classif i cation of Tennis Literatures at Domestic and Foreign

對(duì)國(guó)內(nèi)、外網(wǎng)球自然科學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)文獻(xiàn)按照是否采用實(shí)驗(yàn)法為分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類，發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)采用實(shí)驗(yàn)法的研究文獻(xiàn)占文獻(xiàn)總數(shù)的41.9%（49篇），而國(guó)外此占比達(dá)83.0%（229篇）。進(jìn)一步將與網(wǎng)球項(xiàng)目特征密切相關(guān)的生理學(xué)、生物化學(xué)與生物力學(xué)研究文獻(xiàn)進(jìn)行分類發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)僅有24篇，而國(guó)外有107篇。這可能是由于網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)在我國(guó)被定位為技能主導(dǎo)類項(xiàng)目，相關(guān)研究人員主要從技、戰(zhàn)術(shù)角度對(duì)其進(jìn)行了研究，而從運(yùn)動(dòng)生物學(xué)角度對(duì)其進(jìn)行的研究非常有限。

3 網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)生物學(xué)特征

3.1 網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員的形態(tài)學(xué)特征

高水平運(yùn)動(dòng)員的形態(tài)學(xué)特征與運(yùn)動(dòng)成績(jī)之間的關(guān)系是很多教練和科研人員普遍關(guān)注的問(wèn)題。有研究表明，近幾十年來(lái)，不論非運(yùn)動(dòng)員［39］還是運(yùn)動(dòng)員［101］，體型均有逐漸增加的趨勢(shì)。目前，對(duì)于運(yùn)動(dòng)員形態(tài)學(xué)特征的研究較多地出現(xiàn)在集體類運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，如足球［96］、排球［90］、橄欖球［103］等，個(gè)人項(xiàng)目中如皮劃艇［88］、短跑［134］等也有涉及，但是，對(duì)網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員形態(tài)學(xué)特征的研究較少［115］，尤其是對(duì)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的形態(tài)學(xué)特征的研究。人體形態(tài)學(xué)特征主要包括3類不同但相互關(guān)聯(lián)的測(cè)量學(xué)指標(biāo)：體型、身體成分、身體結(jié)構(gòu)或形狀［67］。ITF官方網(wǎng)站實(shí)時(shí)更新職業(yè)運(yùn)動(dòng)員基本的身高（cm）、體重（kg）情況，其他形態(tài)學(xué)方面的數(shù)據(jù)卻非常少，但是，基于身高體重的一些派生指標(biāo)，體重指數(shù)（Body Mass Index，BMI）［62，135］、克托萊指數(shù)（Quetelet Index，QI）［3，8］、倒數(shù)體重指數(shù)（Reciprocal Ponderal Index，RPI）［62］在實(shí)際研究中應(yīng)用較多。

對(duì)于網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員，身高越高發(fā)球優(yōu)勢(shì)就越明顯［24，132］。發(fā)球是網(wǎng)球中最重要的技術(shù)之一，速度快、旋轉(zhuǎn)強(qiáng)烈、落點(diǎn)精準(zhǔn)的發(fā)球往往給運(yùn)動(dòng)員帶來(lái)直接得分機(jī)會(huì)，運(yùn)動(dòng)員發(fā)球局的得分要顯著高于接發(fā)球局［102］。研究表明，運(yùn)動(dòng)員身高越高，發(fā)球時(shí)的擊球點(diǎn)就越高，發(fā)球的成功率越高，發(fā)球的速度也越快［132］。同樣，Wong等［135］對(duì)12名優(yōu)秀香港網(wǎng)球隊(duì)運(yùn)動(dòng)員的研究發(fā)現(xiàn)，BMI值高的運(yùn)動(dòng)員和BMI值低的運(yùn)動(dòng)員相比有更快的發(fā)球速度。高水平網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員的體脂率普遍偏低［82，135］，對(duì)于持拍類項(xiàng)目，BMI值越高，意味著運(yùn)動(dòng)員的肌肉量就越高，運(yùn)動(dòng)員的爆發(fā)力就越好［62，97］。Gale-Watts等［62］對(duì)1982—2011年參加大滿貫比賽男子運(yùn)動(dòng)員的BMI進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，自1982年以來(lái)男子網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員大滿貫比賽中獲勝者的BMI由＜22.5 kg/m2快速增長(zhǎng)至23.5 kg/m2（圖3）。逐漸增加的BMI也說(shuō)明，網(wǎng)球正在從一項(xiàng)耐力性運(yùn)動(dòng)逐漸轉(zhuǎn)化為爆發(fā)性運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)員的無(wú)氧能力顯得越來(lái)越重要［55］。但是，身高和體重并不是越高越好，網(wǎng)球是一項(xiàng)結(jié)合時(shí)間與空間的運(yùn)動(dòng)，快速而準(zhǔn)確地移動(dòng)能力是取勝的關(guān)鍵，運(yùn)動(dòng)員在比賽中需要不斷地進(jìn)行多方向的加速與減速。身高越高，運(yùn)動(dòng)員的步長(zhǎng)就相應(yīng)的增加，移動(dòng)的準(zhǔn)確性下降。此外，身高越高，相應(yīng)的體重就越大，運(yùn)動(dòng)員的慣性就越大，運(yùn)動(dòng)員加速與減速能力就受到非常大的影響，移動(dòng)時(shí)承受的身體負(fù)荷也越大，同時(shí)傷病的風(fēng)險(xiǎn)也逐漸增加［84］。因此，大滿貫賽事中獲勝方運(yùn)動(dòng)員的BMI并沒(méi)有持續(xù)性增加，而是相對(duì)穩(wěn)定在23.5 kg/m2左右。郭立亞等［3］人對(duì)ATP排名榜上的選手進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（截止時(shí)間為2008年4月，n=211）發(fā)現(xiàn)，世界優(yōu)秀網(wǎng)球男運(yùn)動(dòng)員的平均身高為184.5±6.6 cm，平均體重為79.0±6.9 kg，而亞洲運(yùn)動(dòng)員的身高和體重分別為178.6±4.2 cm、74.2±7.5 kg。田廣等［8］對(duì)WTA排名榜上優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（截止時(shí)間為2010年4月，n=297）發(fā)現(xiàn)，世界優(yōu)秀女子網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員平均身高、體重分別為173.1±6.7 cm、62.8±5.8 kg，而亞洲優(yōu)秀女子網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員的平均身高與體重為170.0±8.4 cm、60.5±6.2 kg。可見(jiàn)，亞洲網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員的平均身高與體重均低于世界優(yōu)秀網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員，BMI值沒(méi)有顯著性差別。體型上的差距在一定程度上可能影響了我國(guó)網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)水平的進(jìn)一步提高。

3.2 網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員的生理學(xué)特征

圖3 男子網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員大滿貫比賽中獲勝方與失敗方體重指數(shù)（BMI）趨勢(shì)線［62］Figure 3. Change in BMI of the Successful （“Winners”） and Less-successful （“Losers”） Male Tennis Players Over Time

對(duì)網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員生理學(xué)特征的了解可以幫助教練員、運(yùn)動(dòng)員、科研人員合理地進(jìn)行科學(xué)選材、制定訓(xùn)練計(jì)劃以及監(jiān)控運(yùn)動(dòng)員的機(jī)能狀態(tài)［81，129］。網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員生理學(xué)特征中最常見(jiàn)的是對(duì)運(yùn)動(dòng)員最大攝氧量（O2max）的研究。本研究對(duì)查閱到的文獻(xiàn)中網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員O2max進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整理，發(fā)現(xiàn)，成年男子網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員的O2max為46～72 mL/min/kg（表1）。有關(guān)女子網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員O2max的報(bào)道少于男子，成年女子運(yùn)動(dòng)員的O2max在42～52 mL/min/kg之間［7，43，85，112］。網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員的O2max水平，明顯低于優(yōu)秀耐力項(xiàng)目（如長(zhǎng)跑［121］、自行車［116］），略低于集體球類項(xiàng)目（如橄欖球［41］、足球［17］），與持拍類項(xiàng)目相似（如羽毛球［107］、乒乓球［6］），稍高于普通人［69］。Fernandez等［56］對(duì)德國(guó)國(guó)家級(jí)優(yōu)秀青年女子運(yùn)動(dòng)員的O2max研究發(fā)現(xiàn)，盡管運(yùn)動(dòng)員年齡只有16.3歲，O2max卻達(dá)到53.0 mL/min/kg，稍高于成年女子網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員，但是，該組運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)水平是所有對(duì)女子網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員O2max的研究中最高的，這似乎可以說(shuō)明，運(yùn)動(dòng)水平高的運(yùn)動(dòng)員O2max要好于運(yùn)動(dòng)水平低的運(yùn)動(dòng)員。同樣，Thiel等［127］的研究對(duì)比了ATP排名在前30、前100和前1 000的3名職業(yè)網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)休賽期訓(xùn)練后的O2max，ATP排名在前30的O2max為72 mL/min/kg，而其余兩名運(yùn)動(dòng)員的O2max分別為64 mL/min/kg和62 mL/ min/kg ，明顯低于水平較高者。但是，該研究對(duì)象只有3名，并不能準(zhǔn)確說(shuō)明運(yùn)動(dòng)員的O2max越高運(yùn)動(dòng)成績(jī)就越好。有研究者針對(duì)運(yùn)動(dòng)水平與O2max進(jìn)行了研究，梁高亮［7］、Baiget等［16］的研究均發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)水平高的運(yùn)動(dòng)員的O2max略高于運(yùn)動(dòng)水平低的運(yùn)動(dòng)員，但是結(jié)果均不存在顯著性差異。Kovacs［81］對(duì)比職業(yè)男子網(wǎng)球選手的O2max發(fā)現(xiàn)，≥50 mL/min/kg 的O2max對(duì)男子網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員是非常必要的，某些網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員的O2max可以達(dá)到＞65 mL/min/kg。較高的O2max水平可以使運(yùn)動(dòng)員從比賽間歇中快速恢復(fù)，從而幫助運(yùn)動(dòng)員達(dá)到較高的運(yùn)動(dòng)水平，但當(dāng)運(yùn)動(dòng)員O2max＞55 mL/min/kg 時(shí)，運(yùn)動(dòng)成績(jī)與O2max之間并不存在相關(guān)性。Kovacs還對(duì)比了大學(xué)網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員停訓(xùn)5周前后的V.O2max，發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員O2max從53.9 mL/min/kg下降至47.9 mL/min/kg，下降了11.1%，這說(shuō)明，日常訓(xùn)練會(huì)提高運(yùn)動(dòng)員O2max。對(duì)網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō)，維持V.O2max＞55 mL/min/kg是非常必要的，但訓(xùn)練不應(yīng)只關(guān)注對(duì)運(yùn)動(dòng)員O2max的提高，網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員應(yīng)該結(jié)合項(xiàng)目特征，盡可能提高專項(xiàng)有氧能力。

實(shí)驗(yàn)室測(cè)定無(wú)氧能力最常用的是30 s Wingate測(cè)試［18］。成年男子網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員無(wú)氧功率峰值在10～12 W/kg之間，平均無(wú)氧功率在6～9 W/kg，大部分網(wǎng)球選手的無(wú)氧功率峰值為10.5 W/kg，平均值為8.0 W/kg［9，75，83，136］，成年女子網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員的無(wú)氧功率峰值在8～10 W/kg之間［9，85］。Zupan等［137］對(duì)美國(guó)大學(xué)生運(yùn)動(dòng)員聯(lián)盟（NCAA）1 374名男子運(yùn)動(dòng)員與211名女子運(yùn)動(dòng)員30 s Wingate測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析與評(píng)定，并制定了7個(gè)等級(jí)（表2）。網(wǎng)球選手無(wú)氧功率峰值與平均值均處于中等偏下水平，略高于普通人（峰值9.2 W/kg，平均值7.3 W/kg），無(wú)氧功率峰值低于足球運(yùn)動(dòng)員（峰值11.9 W/kg，平均值8.2 W/kg）［11］，但稍高于乒乓球運(yùn)動(dòng)員（峰值9.6 W/kg，平均值8.0 W/kg），三者之間無(wú)氧功率平均值沒(méi)有顯著差異［79］。 Kraemer等［85］對(duì)美國(guó)38名大學(xué)女子網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行30 s Wingate測(cè)試，結(jié)果表明，無(wú)氧功率峰值與擊球速度、靈敏性、以及短距離沖刺均不存在顯著的相關(guān)性。也有研究對(duì)比了美國(guó)大學(xué)網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員在停止專業(yè)訓(xùn)練5周前后的Wingate測(cè)試發(fā)現(xiàn)，無(wú)氧功率峰值無(wú)明顯變化，平均無(wú)氧功率從8.4 W/kg下降到7.8 W/kg，專業(yè)訓(xùn)練可以提高網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員無(wú)氧功率表現(xiàn)，但改變幅度不大。網(wǎng)球比賽中每分球持續(xù)時(shí)間短，間隔休息時(shí)間較長(zhǎng)，充足的休息時(shí)間使運(yùn)動(dòng)員總體血乳酸維持在較低的水平，糖酵解系統(tǒng)參與供能有限，而30 s Wingate 無(wú)氧測(cè)試過(guò)程中的能量供應(yīng)有約50%來(lái)自于無(wú)氧糖酵解系統(tǒng)［20］，因此，網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員無(wú)氧功率測(cè)試結(jié)果遜色于運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度較高的項(xiàng)目。

網(wǎng)球同時(shí)還是一項(xiàng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員爆發(fā)力要求極高的項(xiàng)目，在實(shí)踐中常用的對(duì)下肢爆發(fā)力測(cè)定的方法有跳深、快速跳、立定跳遠(yuǎn)，對(duì)上肢爆發(fā)力常用的測(cè)試有實(shí)心球擲遠(yuǎn)和發(fā)球速度測(cè)試。但是，發(fā)球是一項(xiàng)與運(yùn)動(dòng)員形態(tài)學(xué)和專項(xiàng)技術(shù)聯(lián)系非常緊密的技術(shù)，不能作為單一的評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員生理學(xué)特征的指標(biāo)。Ulbricht等［129］跟蹤了2009—2013年德國(guó)網(wǎng)球聯(lián)合會(huì)注冊(cè)的1 052名優(yōu)秀青少年男、女網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員生理學(xué)指標(biāo)，根據(jù)優(yōu)秀網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員的生理學(xué)特征建立了評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，主要測(cè)試指標(biāo)包括形態(tài)學(xué)、力量、下肢爆發(fā)力、上肢爆發(fā)力與有氧耐力5個(gè)方面（表3），根據(jù)運(yùn)動(dòng)員測(cè)試結(jié)果制定相應(yīng)的訓(xùn)練計(jì)劃，對(duì)了解網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員生理學(xué)特征有很好的借鑒意義。

表1 文獻(xiàn)報(bào)道中的網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員的O2max/peakTable 1 O2max/peak of Tennis Players Reported in Literatures

表1 文獻(xiàn)報(bào)道中的網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員的O2max/peakTable 1 O2max/peak of Tennis Players Reported in Literatures

注：O2max/peak 為文獻(xiàn)中查閱到的網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員的最大或峰值攝氧量；ITN指International Tennis Number（國(guó)際網(wǎng)球等級(jí)水平測(cè)試），測(cè)試共有10個(gè)等級(jí)，1級(jí)為職業(yè)選手，10級(jí)為初學(xué)者；ATP排名為男子職業(yè)網(wǎng)球世界排名；BEEP-TEST為多級(jí)折返跑測(cè)試；YOYO測(cè)試為間歇性耐力跑測(cè)試，被廣泛應(yīng)用于測(cè)試足球運(yùn)動(dòng)員有氧耐力水平，下同。

作者 年份 國(guó)家 數(shù)量 性別 年齡 （歲） 運(yùn)動(dòng)水平 訓(xùn)練年限 （年）VO2max/peak 運(yùn)動(dòng)方式（L/min）（mL/min/kg）Powers，等［108］ 1982 美國(guó) 10 女 15.8±0.4 高中 6.2±0.9 48±2.1 Buti，等［32］ 1984澳大利亞 8 男 11.7 ITN等級(jí)3 56.3±6.5 8 女 52.6±8.2 Bergeron［21］ 1990 美國(guó) 10 男 20.3 大學(xué) 58.5±9.4 跑臺(tái)Kraemer，等［85］ 1995 美國(guó) 38 女 19.55±1.95大學(xué) 47.59±4.44 跑臺(tái)Smekal，等［119］ 2000 奧地利 12 男 26.4 ± 5.2國(guó)家級(jí) 58.3±4.3 跑臺(tái)52.4±3.7 擊球Smekal，等［120］ 2001 奧地利 20 男 26.0±3.7 國(guó)家級(jí) 57.3±5.1 跑臺(tái)Davey，等［43］ 2003 英國(guó) 5 男 21.7±1.0 國(guó)家級(jí) 58.0±1.7 折返跑推測(cè)5 女 21.9±1.3 42.2±0.7 折返跑推測(cè)Girard，等［64］ 2006 法國(guó) 9 男 16.0±1.6 地區(qū)級(jí) 58.9±5.3 跑臺(tái)63.8±5.7 折返跑測(cè)試Kovacs，等［83］ 2007 美國(guó) 6 男 大學(xué) 53.9±1.1 20 m折返跑估測(cè)Murias，等［95］ 2007 阿根廷 4 男 16.9+0.7 國(guó)家排名109～195 55.5±2.3 跑臺(tái)Reid，等［109］ 2007澳大利亞 6 男 22±6 58.5 預(yù)測(cè)梁高亮，等［7］ 2010 中國(guó) 7 女 21.4±1.7 國(guó)家二隊(duì)主力 51.7±4.4 BEEP-TEST間接推算法12 女 17.1±2.7 國(guó)家二隊(duì)候補(bǔ) 49.4±6.2 BEEP-TEST間接推算法Ridhwan，等［112］ 2010馬來(lái)西亞 10 男 15.3±1.2 國(guó)家級(jí) 51.7±7.3 跑臺(tái)喻晶，等［9］ 2011 中國(guó) 4 男 15.8±0.8 省隊(duì) 8.3±1.1 3.0±0.3 6 女 18±2 9.5±3.3 2.3±0.2 Fernandez，等［56］ 2011 西班牙 4 男 16.4±1.8 國(guó)家排名1～20 8±1 66.3±6.9 跑臺(tái)4 女 16.3±2.2 53.0±0.7 跑臺(tái)Barbaros，等［19］ 2011 克羅地亞 20 男 21.5+3.5 10名世界級(jí)10名國(guó)家級(jí) 13.9±4.1 53.7±5.7 跑臺(tái)Thiel，等［127］ 2011 德國(guó) 3 男 26～28 ATP排名前30 72 跑臺(tái)ATP排名前100 64 跑臺(tái)ATP排名前1000 60 跑臺(tái)Fernandez，等［58］2012 德國(guó)11 男 22.6±4.8 ITN等級(jí)3 59.1±2.9 跑臺(tái)12 男 21.2±5.1 58.6±2.9 跑臺(tái)9 男 22.1±3.3 57.4±3.8 跑臺(tái)Meckel，等［91］ 2015 以色列 40 男 15.1±0.4 青少年國(guó)際排名1～40 49.90±5.12 20 m折返跑估測(cè)Kilit，等［75］ 2016 土耳其 14 男 23.0±1.9 ITN等級(jí)1～2 54.9±2.2 跑臺(tái)57.4±1.9 遞增擊球55.1±0.9 YOYO測(cè)試55.8±0.9 20 m多級(jí)折返跑Baiget，等［16］ 2016 西班牙 8 男 17.9±1.0 優(yōu)秀國(guó)際級(jí) 6.7±0.8 60.6±5.1 遞增擊球30 男 18.3±1.4 優(yōu)秀國(guó)家級(jí) 6.4±1.3 55.7±5.4 遞增擊球Kilit，等［76］ 2016 土耳其 10 男 22.2±2.8 ITN等級(jí)1～2 49.8±1.2 跑臺(tái)30 18.3±1.4 優(yōu)秀國(guó)家級(jí) 6.4±1.3 55.7±5.4 遞增擊球

表2 優(yōu)秀青年運(yùn)動(dòng)員30s Wingate測(cè)試無(wú)氧功率峰值與平均值等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)［137］Table 2 30 s Wingate Test Anaerobic Power Peak Value and Average Grade Division Standard of Elite Young Athletes

表3 網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員生理學(xué)特征測(cè)量指標(biāo)［129］Table 3 Measurement Index of Physiological Characteristics of Tennis Players

4 網(wǎng)球比賽的運(yùn)動(dòng)生物學(xué)特征

4.1 網(wǎng)球比賽的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征

網(wǎng)球作為間歇性運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，高強(qiáng)度擊球與間歇性休息交替進(jìn)行是網(wǎng)球比賽的基本特征。網(wǎng)球比賽的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征反映在運(yùn)動(dòng)員在比賽過(guò)程中的跑動(dòng)、擊球、休息3個(gè)主要部分。網(wǎng)球比賽的持續(xù)時(shí)間在1.5～5 h，平均回合時(shí)間在4～10 s，回合間的平均間歇時(shí)間在10～25 s，運(yùn)動(dòng)與休息的比值在1：1-1：4，有效比賽時(shí)間在20%～50 %（表4）。

表4 網(wǎng)球比賽時(shí)間特征分析Table 4 Analysis on the Time Characteristics of Tennis Match

影響網(wǎng)球比賽結(jié)果的因素非常多，除了運(yùn)動(dòng)員年齡、性別、運(yùn)動(dòng)水平、比賽風(fēng)格、戰(zhàn)術(shù)策略、心理等個(gè)人因素外，比賽的賽制、環(huán)境、場(chǎng)地類型等，均會(huì)對(duì)網(wǎng)球比賽的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征產(chǎn)生影響。男子職業(yè)網(wǎng)球比賽中的4大滿貫賽事和奧運(yùn)會(huì)單打決賽比賽均為5盤3勝制，其他職業(yè)賽事多為3盤2勝制，女子職業(yè)賽事單打均為3盤2勝制。對(duì)職業(yè)賽事持續(xù)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，男子在5盤3勝制的比賽中平均用時(shí)120 min［102］，男、女運(yùn)動(dòng)員在3盤2勝制的比賽中均為90 min［82，102］。對(duì)網(wǎng)球4大滿貫賽事的比賽分析發(fā)現(xiàn)，硬地賽事中澳大利亞網(wǎng)球公開(kāi)賽與美國(guó)網(wǎng)球公開(kāi)賽的平均回合時(shí)間分別為6.3 s和5.8 s，紅土場(chǎng)地的法國(guó)網(wǎng)球公開(kāi)賽的平均回合時(shí)間為7.7 s，而草地球場(chǎng)的溫布爾頓網(wǎng)球公開(kāi)賽平均回合時(shí)間在4.3 s［102］。不同場(chǎng)地類型對(duì)回合持續(xù)時(shí)間有較大影響，其中，紅土場(chǎng)地回合持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)，硬地次之，草地最短。此外，對(duì)回合時(shí)間性別差異的分析發(fā)現(xiàn)，女子比賽平均時(shí)間為7.1 s，而男子比賽平均回合時(shí)間為5.2 s，女子回合持續(xù)時(shí)間略長(zhǎng)于男子［102］。Fernandez等［57］對(duì)不同業(yè)余水平運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，高水平運(yùn)動(dòng)員的回合時(shí)間短于低水平運(yùn)動(dòng)員，這可能是因?yàn)樗捷^高者擊球速度更快，對(duì)抗更激烈，擊球回合較少，所以平均回合時(shí)間稍短。網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員的比賽風(fēng)格也會(huì)影響回合持續(xù)時(shí)間，Bernardi等［22］的研究發(fā)現(xiàn)，進(jìn)攻型運(yùn)動(dòng)員（擊球速度較快、擊球位置更靠近前場(chǎng)）回合時(shí)間最短（4.8 s），全場(chǎng)型運(yùn)動(dòng)員（根據(jù)對(duì)手回球情況選擇擊球位置，有時(shí)候會(huì)來(lái)到前場(chǎng)擊球）次之（8.2 s），防守型運(yùn)動(dòng)員（擊球位置多在底線以后，幾乎不進(jìn)入前場(chǎng)區(qū)域擊球）回合時(shí)間最長(zhǎng)（15.7 s）。

網(wǎng)球比賽的間歇時(shí)間是由比賽規(guī)則決定的，根據(jù)最新ITF官方規(guī)定，每分球之間的間歇休息時(shí)間不超過(guò)20 s，交換場(chǎng)地的間歇時(shí)間不超過(guò)90 s，每盤比賽結(jié)束后的間歇時(shí)間不超過(guò)120 s。比賽回合之間的間歇時(shí)間受回合時(shí)間影響，F(xiàn)ernandez等［54］對(duì)網(wǎng)球比賽中回合時(shí)間與間歇時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，回合時(shí)間多在0～3 s和3～6 s而回合之間的間歇時(shí)間多在9～12 s和12～15 s（圖4）。Murias等［95］的研究發(fā)現(xiàn)，紅土場(chǎng)地的有效比賽時(shí)間高于硬地比賽（紅土1：2.2～1：2.9，硬地1：2.9～1：3.7），但該研究對(duì)象為模擬比賽，并不是正式比賽。Kovacs［80，82］綜述了其他人的研究，認(rèn)為紅土場(chǎng)地比賽的有效比賽時(shí)間在10%～20%，硬地比賽在20%～30%之間。

圖4 網(wǎng)球比賽中回合時(shí)間與間歇時(shí)間分布圖［54］Figure 4. Distribution of Duration of Rally and Rest Time in Tennis Match

網(wǎng)球是一項(xiàng)結(jié)合時(shí)間與空間的運(yùn)動(dòng)，網(wǎng)球比賽的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征除擊球與休息外還有運(yùn)動(dòng)員在比賽中的擊球次數(shù)、跑動(dòng)距離、跑動(dòng)速度、加速度等。網(wǎng)球比賽中運(yùn)動(dòng)員平均每次擊球的移動(dòng)距離約為3 m［22，57，111］。每得1分移動(dòng)的距離在8～15 m［22，95］，需要做4次變向動(dòng)作［44，95，126］，擊球次數(shù)在2～6次居多［38，57，71］，擊球次數(shù)在1～2次占總擊球次數(shù)的50%以上，擊球次數(shù)在3～4次的約占30%，擊球次數(shù)大于5次的只有不到20%［92］。比賽中大約有80%的擊球運(yùn)動(dòng)員移動(dòng)距離在2.5 m范圍以內(nèi)，有10%的擊球需要運(yùn)動(dòng)員移動(dòng)2.5～4.5 m，只有不到5%的擊球需要運(yùn)動(dòng)員移動(dòng)4.5 m以上［111］。在3盤2勝制比賽中運(yùn)動(dòng)員需要進(jìn)行300～500次的高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)，比賽的總跑動(dòng)距離在1 100～3 600 m［55，57，95］。

除移動(dòng)距離外，傳統(tǒng)對(duì)網(wǎng)球項(xiàng)目的研究一直缺乏對(duì)運(yùn)動(dòng)員在比賽過(guò)程中的速度與運(yùn)動(dòng)方向變化情況的研究，對(duì)運(yùn)動(dòng)員速度的研究多采用基于錄像的動(dòng)作分析技術(shù)，但錄像分析法有著研究難度大、耗時(shí)長(zhǎng)的缺點(diǎn)。近年來(lái)可穿戴式全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）在體育領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，隨著GPS對(duì)運(yùn)動(dòng)測(cè)量中的信度和效度得到不斷的驗(yàn)證［45］，足球［34］、橄欖球［27］等集體球類項(xiàng)目［118］越來(lái)越多的運(yùn)用GPS 研究運(yùn)動(dòng)員比賽過(guò)程中速度變化情況。已有對(duì)網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員移動(dòng)速度的研究多是對(duì)運(yùn)動(dòng)員在比賽過(guò)程中的速度區(qū)間進(jìn)行劃分，統(tǒng)計(jì)運(yùn)動(dòng)員在不同速度區(qū)間持續(xù)的時(shí)間。

Fernandez等［57］采用錄像分析法對(duì)不同水平業(yè)余網(wǎng)球參與者在比賽過(guò)程中的速度劃分為走（0～7 km/h）、慢跑（7～12 km/h）、中速跑（12～18 km/h）、高速跑（18～24 km/h）、沖刺跑（＞24 km/h），結(jié)果發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員約有85%的時(shí)間處于走（0～7 km/h）的低速區(qū)間。但是，這種劃分借鑒的是足球?qū)\(yùn)動(dòng)員跑動(dòng)速度的劃分方法［31］，網(wǎng)球場(chǎng)地遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于足球場(chǎng)地，運(yùn)動(dòng)員單次移動(dòng)距離較短且有較多的橫向移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方式存在較大的差別。使用GPS對(duì)網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員速度區(qū)間的劃分必須結(jié)合網(wǎng)球的項(xiàng)目特征，Pereira等［106］對(duì)比青少年國(guó)家級(jí)與地區(qū)級(jí)網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員的速度特征，根據(jù)網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員10 m沖刺跑最快速度將速度劃分為6個(gè)區(qū)間（0～5.5 km/h、5.5～7.0 km/h、7.0～10.0 km/h、10.0～15.0 km/ h、15.0～18.0 km/h、＞18 km/h，加速度則統(tǒng)計(jì)＜0～0.5 m/s2、0.5～1 m/s2、1～1.5 m/s2、1.5～2 m/s2、2～3 m/s2、3～4 m/s2、＞4 m/s2），研究結(jié)果表明，國(guó)家級(jí)比賽中運(yùn)動(dòng)員在不同速度區(qū)間上持續(xù)的距離要大于地區(qū)級(jí)比賽，國(guó)家級(jí)運(yùn)動(dòng)員比賽的總負(fù)荷也明顯大于地區(qū)級(jí)運(yùn)動(dòng)員，國(guó)家級(jí)比賽中運(yùn)動(dòng)員加速度＞1.5 m/s2的次數(shù)要多于地區(qū)級(jí)運(yùn)動(dòng)員比賽（但并不存在顯著差異，圖5）。Hoppe等［70］根據(jù)網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員20 m直線加速跑的最快速度將網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員速度變化劃分為5個(gè)區(qū)間（0～1 m/s、1～2 m/s、2～3 m/s、3～4 m/s、＞4 m/s），研究還根據(jù)運(yùn)動(dòng)員22 m折返跑的加速度情況，統(tǒng)計(jì)運(yùn)動(dòng)員加速度≥2 m/s2和≤－2m/s2區(qū)間內(nèi)出現(xiàn)次數(shù)與持續(xù)時(shí)間，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員比賽中最快速度為4.4m/s，平均速度為0.7 m/s，每盤比賽中加速度≥2 m/s2有12次，≤－2m/s2有11次，運(yùn)動(dòng)員勝負(fù)與速度、加速度特征不存在相關(guān)性，比賽期間速度與加速度之間沒(méi)有明顯差別。但是，上述兩個(gè)研究的研究對(duì)象都為青少年，平均年齡在13歲，青少年運(yùn)動(dòng)能力與成年網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員存在較大的差別。目前，缺乏對(duì)成年網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員比賽過(guò)程中速度特征與加速度特征的研究。

圖5 不同水平網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員不同加速度區(qū)間出現(xiàn)次數(shù)［106］Figure 5. Number of Accelerations Performed at Different Leavels

網(wǎng)球比賽的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，有效比賽時(shí)間短。網(wǎng)球比賽中運(yùn)動(dòng)員的總跑動(dòng)距離長(zhǎng)，單次移動(dòng)距離較短，變向次數(shù)多。單獨(dú)從時(shí)間和距離上很難全面認(rèn)識(shí)網(wǎng)球比賽的強(qiáng)度，傳統(tǒng)對(duì)網(wǎng)球比賽運(yùn)動(dòng)學(xué)特征的研究缺乏對(duì)網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員比賽過(guò)程中的速度、加速度以及移動(dòng)方向特征的研究，對(duì)網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)學(xué)特征有待進(jìn)一步的深入研究。

4.2 網(wǎng)球比賽的生理學(xué)特征

如果說(shuō)網(wǎng)球比賽的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征是反映運(yùn)動(dòng)員外部負(fù)荷的主要方式，那么，網(wǎng)球比賽的生理學(xué)特征則是反映運(yùn)動(dòng)員內(nèi)部負(fù)荷的主要方式。網(wǎng)球比賽生理學(xué)特征主要包括運(yùn)動(dòng)員在比賽中的心率（HR）、攝氧量（VO2）、血乳酸（Lac）、主觀疲勞度（RPE）和能量消耗等［1］。與網(wǎng)球比賽的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征類似，網(wǎng)球比賽的生理學(xué)特征受外界環(huán)境的影響因素較多，且更容易受運(yùn)動(dòng)員心理因素的影響。除能量消耗需要通過(guò)間接計(jì)算外，運(yùn)動(dòng)員比賽過(guò)程中的的HR、VO2、Lac、RPE都可以通過(guò)直接測(cè)量的方法獲得（表5）。

表5 網(wǎng)球比賽中運(yùn)動(dòng)員的生理學(xué)特征指標(biāo)Table 5 Physiological Characteristics of Athletes in Tennis Match

與間歇性球類項(xiàng)目類似，網(wǎng)球比賽總體的生理學(xué)強(qiáng)度并不高。網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員比賽過(guò)程中的平均VO2在20～30 mL/min/kg之間，平均VO2在運(yùn)動(dòng)員O2max的45%～55%之間［54，57，60，76，95，120］，運(yùn)動(dòng)員比賽過(guò)程中的平均HR在135～155次/min之間，平均心率在運(yùn)動(dòng)員最高HR的70%～85%［57，60，71，76，95，112，120］，比賽中的平均Lac＜4 mmol/L［54，60，92，95，112，120］，RPE［25］在12～14之間，處于中等強(qiáng)度水平［54，76，92，95，112］，網(wǎng)球比賽平均代謝當(dāng)量在5～7 METs［104，117］。但是，平均強(qiáng)度并不能有效地反映間歇性運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的強(qiáng)度特征［59］。網(wǎng)球平均回合時(shí)間在4～10 s，但某些比賽中長(zhǎng)回合時(shí)間在60 s以上，長(zhǎng)回合過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員的瞬時(shí)VO2接近50 mL/min/kg，達(dá)到運(yùn)動(dòng)員O2max的80%［112，120］，瞬時(shí)HR可達(dá)200次/min，接近運(yùn)動(dòng)員的最大HR［95］，長(zhǎng)回合后運(yùn)動(dòng)員的即時(shí)Lac濃度可達(dá)到8 mmol/L［92］，RPE達(dá)到17（屬于高強(qiáng)度）［54，92］。網(wǎng)球比賽中回合時(shí)間越長(zhǎng)，間歇時(shí)間越短，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度就越高［55］。

除了回合與間歇時(shí)間外，場(chǎng)地類型也會(huì)對(duì)網(wǎng)球比賽的生理學(xué)特征產(chǎn)生影響，紅土場(chǎng)地比賽與硬地比賽中運(yùn)動(dòng)員的平均VO2無(wú)明顯差異，但比賽中的運(yùn)動(dòng)員VO2的最大值與最小值均出現(xiàn)在硬地比賽中，而紅土場(chǎng)地比賽運(yùn)動(dòng)員VO2變化更為平緩，此外，紅土場(chǎng)地比賽中運(yùn)動(dòng)員的平均HR與平均Lac均高于硬地比賽，紅土比賽對(duì)運(yùn)動(dòng)員生理學(xué)要求更高［95］。

運(yùn)動(dòng)員不同戰(zhàn)術(shù)類型與打法風(fēng)格的生理學(xué)特征也存在一定差異，防守型運(yùn)動(dòng)員回合時(shí)間長(zhǎng)于進(jìn)攻型運(yùn)動(dòng)員，所以，防守型運(yùn)動(dòng)員對(duì)生理學(xué)需求就更高［120］。Fernandez等［54］和Smekal等［120］的研究發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)球比賽中運(yùn)動(dòng)員發(fā)球與接發(fā)球局中的HR、Lac、RPE均不存在明顯差異，發(fā)球局與接發(fā)球局對(duì)運(yùn)動(dòng)員的生理學(xué)需求相似。但是，Mendezvillanueva等［92］人的研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)員發(fā)球局的Lac濃度和RPE明顯高于接發(fā)球局（發(fā)球局Lac=4.6 mmol/L，RPE=13.5；接發(fā)球局Lac=3.2 mmol/L，RPE=12.0）。同樣，Kilit等［76］的研究也發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)球比賽中運(yùn)動(dòng)員發(fā)球局對(duì)生理學(xué)的需求明顯高于接發(fā)球局（發(fā)球局平均VO2=27.6 mL/min/kg，平均HR=146.6次/min，RPE=13.5；接發(fā)球局平均VO2=25.6 mL/min/kg，平均HR=138.8 次/min，RPE=12.0）。這可能是由于運(yùn)動(dòng)員水平不同導(dǎo)致的，Mendezvillanueva等和Kilit等的研究中運(yùn)動(dòng)員有較高的國(guó)際排名，經(jīng)常參加國(guó)際賽事，而Fernandez等和Smekal等的研究中運(yùn)動(dòng)員水平均不高。高水平比賽多是發(fā)球主導(dǎo)［102］，運(yùn)動(dòng)員在發(fā)球局中往往更加積極主動(dòng)，所以發(fā)球局對(duì)運(yùn)動(dòng)員的生理學(xué)能力要求更高。

網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員比賽過(guò)程中的能量消耗與不同供能系統(tǒng)供能比例能夠更加客觀地反映網(wǎng)球比賽的生理學(xué)特征。Fernandez等［57］在研究中將網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員比賽過(guò)程中的VO2直接轉(zhuǎn)化為能量（1 L氧氣轉(zhuǎn)換為5 kcal熱量，5 kcal/L），研究發(fā)現(xiàn)，業(yè)余運(yùn)動(dòng)員水平較高者比賽中平均能量消耗為8.8 kcal/min，少于水平較低者9.4 kcal/min。Kilit等［76］人運(yùn)用相同的方法對(duì)職業(yè)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)員比賽中發(fā)球局能量消耗為9.7 kcal/min，而接發(fā)球局的能量消耗為9.3 kcal/min。此方法雖然簡(jiǎn)便易行，但是沒(méi)有考慮性別與個(gè)體差異。Ferrauti等［60］采用間接測(cè)熱法測(cè)定業(yè)余網(wǎng)球參與者比賽中的能量消耗，男子比賽中的能量消耗為0.56 kJ/min/kg，女子為0.48 kJ /min/kg，性別之間的能量消耗差異并不大。上述研究都只是統(tǒng)計(jì)了網(wǎng)球比賽中的有氧供能部分，而網(wǎng)球比賽多回合長(zhǎng)時(shí)間對(duì)抗過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員的最高Lac可達(dá)8 mmol/L，糖酵解供能大量參與［92］，網(wǎng)球發(fā)球、底線擊球速度可達(dá)200 km/h以上，磷酸原供能在擊球動(dòng)作中占主導(dǎo)地位。網(wǎng)球比賽過(guò)程中無(wú)氧供能在高強(qiáng)度做功中大量參與，但網(wǎng)球比賽回合休息時(shí)間較多，有效比賽時(shí)間不足50%，這種間歇性運(yùn)動(dòng)特征加大了對(duì)網(wǎng)球項(xiàng)目供能特征研究的難度。Botton等［26］在研究中采用便攜式氣體代謝儀測(cè)定運(yùn)動(dòng)員在走、跑、擊球、發(fā)球、休息5個(gè)基本動(dòng)作模式下的能量消耗和有氧無(wú)氧供能百分比，然后采用錄像分析法記錄運(yùn)動(dòng)員比賽5個(gè)基本模式下持續(xù)的時(shí)間與次數(shù)，最后運(yùn)用數(shù)學(xué)算法進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果顯示，網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員無(wú)氧供能在單個(gè)擊球動(dòng)作中約占95%，每分球約有70%，在整場(chǎng)比賽中約有30%。雖然，這則研究給出了無(wú)氧供能在網(wǎng)球比賽中的供能比例，但這種能量供應(yīng)比例的計(jì)算方式還值得商榷。黎涌明等［5］基于周期類運(yùn)動(dòng)方式給出了對(duì)不同持續(xù)時(shí)間高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的有氧供能比例，認(rèn)為持續(xù)時(shí)間大于10 min的高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的有氧供能比例＞96.8%。按此推斷，網(wǎng)球比賽的有氧供能比例＞96.8%，但是，網(wǎng)球比賽屬于間歇性運(yùn)動(dòng)（而非持續(xù)性高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)），其能量供應(yīng)比例可能有所不同。不管怎樣，可以明確的是，網(wǎng)球比賽屬于一個(gè)有氧供能主導(dǎo)的過(guò)程，磷酸原供能在回合內(nèi)的加速、減速和擊球過(guò)程中起重要作用。

網(wǎng)球比賽的總體強(qiáng)度并不高，運(yùn)動(dòng)員在擊球與多回合高強(qiáng)度對(duì)抗過(guò)程中以無(wú)氧供能為主，運(yùn)動(dòng)員生理學(xué)強(qiáng)度在短時(shí)間內(nèi)會(huì)達(dá)到較高的水平，而在回合之間的休息過(guò)程中有氧能力幫助運(yùn)動(dòng)員快速恢復(fù)。網(wǎng)球是一項(xiàng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員無(wú)氧能力和有氧能力要求均比較高的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，單從各項(xiàng)生理學(xué)指標(biāo)的平均值難以準(zhǔn)確把握網(wǎng)球項(xiàng)目的生理學(xué)特征。網(wǎng)球項(xiàng)目特征有待對(duì)運(yùn)動(dòng)員比賽過(guò)程中生理學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行更多研究。

4.3 網(wǎng)球項(xiàng)目的生物力學(xué)特征

對(duì)網(wǎng)球項(xiàng)目生物力學(xué)研究中最重要的是對(duì)網(wǎng)球擊球過(guò)程中人體運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的研究。網(wǎng)球擊球過(guò)程是將人體肌肉收縮產(chǎn)生的力，通過(guò)肢體環(huán)節(jié)的運(yùn)動(dòng)作用至網(wǎng)球，以達(dá)到控制網(wǎng)球的飛行速度與軌跡［49］。網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員的力量特征［28，30，46，48，72，98，114，131］、身體不同環(huán)節(jié)在擊球過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征［14，36，50，52，87，124，125］、以及不同擊球技術(shù)在生物力學(xué)方面的差異［15，37，47，51，61，78，110］一直是網(wǎng)球生物力學(xué)研究的熱點(diǎn)。影響網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員力量產(chǎn)生的因素包括肌肉主動(dòng)收縮力量和肌肉收縮形式兩類。網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員在揮拍前要先向后引拍，使需要收縮做功的肌肉預(yù)先拉長(zhǎng)，達(dá)到肌肉收縮的最佳初長(zhǎng)度，同時(shí)增加對(duì)彈性勢(shì)能的利用［133］。運(yùn)動(dòng)員下肢肌肉收縮，蹬地發(fā)力，依次通過(guò)軀干、肩關(guān)節(jié)、上肢、球拍最后作用于擊球，身體不同環(huán)節(jié)發(fā)力要依次進(jìn)行，從而保證動(dòng)力鏈有效傳導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)力量的最大利用［74］。網(wǎng)球擊球技術(shù)復(fù)雜多樣，但是，所有的擊球技術(shù)都遵循一個(gè)基本的動(dòng)作結(jié)構(gòu)：準(zhǔn)備、后擺引拍、揮拍擊球、隨揮［4］。不同的是在技術(shù)環(huán)節(jié)上對(duì)身體部位的運(yùn)動(dòng)順序和速度要求不同，通過(guò)對(duì)大量?jī)?yōu)秀網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員擊球技術(shù)的生物力學(xué)分析可以建立正確的網(wǎng)球技術(shù)模型，對(duì)優(yōu)化網(wǎng)球參與者擊球技術(shù)有非常重要的意義。對(duì)網(wǎng)球生物力學(xué)的研究還有一大部分集中于網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員損傷［12，33，53，65，77，113，128］，絕大多數(shù)運(yùn)動(dòng)損傷是由力學(xué)因素造成的［49］，不同于同場(chǎng)對(duì)抗類運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，網(wǎng)球存在著大量因過(guò)度使用造成的慢性損傷，如網(wǎng)球肘［53］、肩關(guān)節(jié)損傷［113］和下腰背疼痛［33］。慢性損傷一方面是由網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員擊球技術(shù)不合理造成的［23，33］，另一方面，還與網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員長(zhǎng)期技術(shù)練習(xí)造成不同部位向心收縮力量與離心收縮力量失衡有很大關(guān)系［100］。網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員持拍手單側(cè)發(fā)力，長(zhǎng)時(shí)間訓(xùn)練容易造成身體兩側(cè)力量不均衡，身體形態(tài)不對(duì)稱的現(xiàn)象，網(wǎng)球訓(xùn)練中應(yīng)重視對(duì)非持拍側(cè)的訓(xùn)練，預(yù)防運(yùn)動(dòng)損傷［73］。

除了運(yùn)動(dòng)員自身因素外，還有其他外部因素對(duì)網(wǎng)球項(xiàng)目的生物力學(xué)發(fā)展起到重要影響。網(wǎng)球進(jìn)入公開(kāi)賽以來(lái)，隨著選材的發(fā)展，網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員體型越來(lái)越高大。同時(shí)，網(wǎng)球賽事越來(lái)越多，運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練量與參賽量不斷增加，運(yùn)動(dòng)員的網(wǎng)球技術(shù)越來(lái)越嫻熟，運(yùn)動(dòng)員的擊球速度越來(lái)越快［81］。除此之外，高科技在網(wǎng)球項(xiàng)目的應(yīng)用越來(lái)越普遍，首先是球拍材質(zhì)的改進(jìn)，1970年，合成材料球拍的出現(xiàn)使得現(xiàn)代網(wǎng)球拍質(zhì)量更輕，揮重更小，球拍揮拍速度大大提升，同時(shí)，合成材質(zhì)抗拉程度更強(qiáng)，球拍可以承受更高的拍弦張力［94］（表6）。其次網(wǎng)球線也從羊腸線、尼龍線過(guò)渡到聚酯纖維球線，球線的抗拉力程度越來(lái)越高，擊球時(shí)的能量轉(zhuǎn)換效率相應(yīng)提高，多棱線的出現(xiàn)使得球拍在擊球時(shí)可以為網(wǎng)球施加更多的旋轉(zhuǎn)保證擊球的穩(wěn)定性［93］?？萍紝?duì)網(wǎng)球的影響還體現(xiàn)在網(wǎng)球鞋上，新型材質(zhì)的應(yīng)用、不同鞋底紋路的設(shè)計(jì)以及良好的包裹性，為運(yùn)動(dòng)員提供較大的摩擦力，增強(qiáng)了網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員移動(dòng)過(guò)程中的加速與減速能力［94］。

表6 木質(zhì)球拍與合成材料球拍的性能參數(shù)［94］Table 6 Comparison of Characteristics between Wood and Composite Racquets

選材與科技的進(jìn)步使得網(wǎng)球比賽擊球回合變短，加快了網(wǎng)球比賽的節(jié)奏，同時(shí)比賽的觀賞性也大大降低。為了改變這種現(xiàn)狀，大量的學(xué)者對(duì)網(wǎng)球器材［10，13，35，40，42，66，68，89］和球場(chǎng)［29，99，122，123］特征進(jìn)行了研究，根據(jù)研究結(jié)果，ITF對(duì)網(wǎng)球規(guī)則進(jìn)行修改。在增加網(wǎng)球回合所采取的措施中最有效地就是增加網(wǎng)球直徑［68］。2005年，ITF再次修訂了網(wǎng)球的規(guī)格，對(duì)網(wǎng)球的質(zhì)量、直徑、回彈高度和抗壓性能做出規(guī)定，常規(guī)比賽用球共分為3個(gè)類型（表7），快速球（比標(biāo)準(zhǔn)球內(nèi)壓力大）、中速球和慢速球（比標(biāo)準(zhǔn)球直徑大6%～8.5%）。除了對(duì)網(wǎng)球規(guī)格的規(guī)定外，2006年，ITF還修訂了在不同場(chǎng)地使用網(wǎng)球的標(biāo)準(zhǔn)，草地球場(chǎng)摩擦力最小，球速最快，使用慢速球可以增加網(wǎng)球在空中飛行時(shí)間［93］；硬地球場(chǎng)摩擦力適中，使用中速球；紅土球場(chǎng)球接觸場(chǎng)地表面易發(fā)生形變［68］，所以使用加壓快速球減小形變。根據(jù)球場(chǎng)類型選擇使用不同型號(hào)的網(wǎng)球，這一規(guī)則的應(yīng)用在不改變?cè)星驁?chǎng)比賽風(fēng)格的情況下改變了網(wǎng)球比賽的回合時(shí)間［29］，對(duì)提高網(wǎng)球比賽的觀賞性起到了非常重要的作用。

表7 網(wǎng)球性能概要Table 7 Summary of Tennis Ball Properties

5 總結(jié)和展望

5.1總結(jié)

網(wǎng)球是一項(xiàng)高度職業(yè)化的運(yùn)動(dòng)，高水平職業(yè)運(yùn)動(dòng)員每年需要參加約20站賽事和約70場(chǎng)比賽。世界優(yōu)秀網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員（男子）的身高約為184 cm，體重約為79 kg，BMI約為23.5 kg/m2，運(yùn)動(dòng)水平低的網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員在身高、體重方面都與之存在一定差距。網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員的O2max為46～72 mL/ min/kg（男）、42～52 mL/min/kg（女），低于優(yōu)秀耐力項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員，但與其他持拍類項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員類似。在低水平層面，運(yùn)動(dòng)員O2max似乎與運(yùn)動(dòng)水平有關(guān)，但在高水平層面，O2max與運(yùn)動(dòng)水平無(wú)關(guān)。成年網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員無(wú)氧功率峰值為10～12 W/kg（男）、8～10 W/kg（女），弱于運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度較高的項(xiàng)目。網(wǎng)球遞增跑動(dòng)擊球測(cè)試似乎是評(píng)價(jià)網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員O2max的一種簡(jiǎn)單而有效的方法。

網(wǎng)球?qū)儆陂g歇性運(yùn)動(dòng)，高強(qiáng)度擊球和間歇性休息交替進(jìn)行是網(wǎng)球比賽的基本特征。網(wǎng)球比賽的持續(xù)時(shí)間在1.5～5 h，平均回合時(shí)間在4～10 s，回合之間的平均間歇時(shí)間在10～25 s，運(yùn)動(dòng)與休息的比值在1：1～1：4，有效比賽時(shí)間在20%～50%。網(wǎng)球比賽中運(yùn)動(dòng)員平均每次擊球的移動(dòng)距離為3 m，每得1分移動(dòng)的距離在8～15 m，需要完成4次變向動(dòng)作，擊球次數(shù)在2～6次。比賽中約80%的擊球處于運(yùn)動(dòng)員移動(dòng)距離的2.5 m范圍以內(nèi)，運(yùn)動(dòng)員需要有300～ 500次的高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)，比賽的總跑動(dòng)距離為1 100～3 600 m。

網(wǎng)球比賽的整體生理學(xué)強(qiáng)度并不高，運(yùn)動(dòng)員比賽過(guò)程中平均VO2為20～30 mL/min/kg（45%～55% V.O2max），平均心率為135～155次/min（70%～85% HRmax），平均血乳酸＜4 mmol/L，主觀疲勞度為12～14（中等強(qiáng)度），平均代謝當(dāng)量為5～7 METs。但是，平均強(qiáng)度并不能有效反映網(wǎng)球比賽的生理學(xué)特征，運(yùn)動(dòng)員在回合間的強(qiáng)度指標(biāo)更高。網(wǎng)球生物力學(xué)研究主要圍繞網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員的力量特征，身體不同環(huán)節(jié)在擊球過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征，不同擊球技術(shù)在生物力學(xué)方面的差異，網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員損傷，以及器材的生物力學(xué)特征。

5.2 展望

國(guó)內(nèi)關(guān)于網(wǎng)球的研究文獻(xiàn)呈逐年遞增的趨勢(shì)，但研究多是從社會(huì)科學(xué)的角度出發(fā)，較少采用實(shí)驗(yàn)法。網(wǎng)球作為一項(xiàng)以人為主體的運(yùn)動(dòng)，需要從生理學(xué)和生物力學(xué)角度出發(fā)，更多地研究網(wǎng)球訓(xùn)練和網(wǎng)球比賽的運(yùn)動(dòng)學(xué)和生理學(xué)特征，為制定訓(xùn)練計(jì)劃和進(jìn)一步認(rèn)識(shí)項(xiàng)目特征提供更多的科學(xué)依據(jù)。此外，由于網(wǎng)球?qū)儆陂g歇性運(yùn)動(dòng)，量化這一運(yùn)動(dòng)方式的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷相對(duì)更難，未來(lái)研究需要采用更為有效的測(cè)試技術(shù)，對(duì)不同運(yùn)動(dòng)水平的訓(xùn)練和比賽進(jìn)行包括運(yùn)動(dòng)員和球移動(dòng)的速度、加速度在內(nèi)的運(yùn)動(dòng)學(xué)研究，并探究運(yùn)動(dòng)學(xué)特征與生理學(xué)特征之間的關(guān)系。

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Review of Sport-Biological Prof i le of Tennis

Tennis is one of the most popular sports in the world，the modern professional tennis tour nament season lasts up to 10 months，such numerous competitions puts forward high demands for the tennis players to keep their competitive capacity and perform. There is a high degree of research on tennis in China；however，the research is more concentrated in the fi eld of sociology，and experimental methods are seldom used，with very limited understanding of the biological features of tennis. This paper summarizes the domestic and international research literature on tennis，analyzes the characteristics of tennis players and the game of tennis. The results show that the morphological and physiological prof i le of tennis players are better than those of ordinary people. Tennis is an intermittent sport：high-intensity exercise and intermittent rest are the basic characteristics of tennis. Though the mean physiological intensity of tennis is not high，intensity becomes higher with the accumulation of each stroke and long rallies. The technical aspects and sports injury related to tennis are the current hotspots of research on tennis biomechanics. In the future，research on tennis should focus on biology，and the study of the kinematics and physiology of tennis training and competition should be strengthened in order to promote the understanding of tennis and improve the level of scientif i c training.

anthropometry；physiology；match characteristic；biomechanics

G804.2

A

1002-9826（2017）05-0069-15

10. 16470/j. csst. 201705008

2016-12-27；

2017-06-19

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（31500963）；上海體育學(xué)院研究生教育創(chuàng)新計(jì)劃（yjscx2016025）。

李博，男，在讀碩士研究生，主要研究方向?yàn)榫W(wǎng)球運(yùn)動(dòng)生物學(xué)特征，E-mail：412001625@qq.com。

黎涌明，男，副教授，博士，博士研究生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)槿梭w運(yùn)動(dòng)的動(dòng)作和能量代謝，Tel：（021）51253467，E-mail：59058729@163.com

1.上海體育學(xué)院 體育教育訓(xùn)練學(xué)院，上海 200438；2.南京體育學(xué)院 中國(guó)網(wǎng)球?qū)W院，江蘇 南京 210014；3.上海市人類運(yùn)動(dòng)能力開(kāi)發(fā)與保障重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200438 1.Shanghai University of Sport，Shanghai 200438，China；2.Nanjing Institute of Physical Education and Sports，Nanjing 210014，China；3.Shanghai Key Lab of Human Performance，Shanghai 200438，China.