孫立冰 李慶 劉靜民 曹春梅

（1.天津體育學(xué)院 天津 301617；2.清華大學(xué) 北京 100084）

1、研究目的

本文通過對(duì)國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的梳理，圍繞青少年短跑運(yùn)動(dòng)員的各項(xiàng)指標(biāo)與專項(xiàng)成績之間的關(guān)系展開分析，剖析不同選材指標(biāo)在我國青少年短跑運(yùn)動(dòng)員選材過程中的應(yīng)用，旨在為我國短跑運(yùn)動(dòng)員選材工作提供理論基礎(chǔ)，為科學(xué)、全面地評(píng)價(jià)我國青少年短跑運(yùn)動(dòng)員的選材指標(biāo)特征提供支持。

2、研究方法

通過中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫等查閱中文文獻(xiàn)，利用Elsevier Science Direct全文數(shù)據(jù)庫、Web of Science平臺(tái)等途徑檢索和查找有關(guān)青少年選材、短跑選材、選材指標(biāo)對(duì)短跑成績影響等方面的文獻(xiàn)資料，對(duì)文獻(xiàn)資料進(jìn)行深入理解把握、梳理和總結(jié)。

3、研究結(jié)果

3.1、身體形態(tài)指標(biāo)在短跑選材中的重要作用

根據(jù)前人的研究，不同短跑運(yùn)動(dòng)員之間的身高（1.57至1.90m）和體重（63-90kg）差異較大，且下肢長度相對(duì)較長的運(yùn)動(dòng)員在取得高水平運(yùn)動(dòng)成績方面占有很大的優(yōu)勢(shì)。Ashe在1993年的研究中提到，非洲裔運(yùn)動(dòng)員在100、200、400米以及跳遠(yuǎn)等項(xiàng)目中占有很大的優(yōu)勢(shì)，大多數(shù)田徑項(xiàng)目的記錄都由他們所保持，這也印證了Eveleth和Tanner在1976年的研究結(jié)果。他們認(rèn)為，身體形態(tài)和腿部結(jié)構(gòu)對(duì)于短跑至關(guān)重要，四肢較長恰恰就是非洲裔選手的形態(tài)特征。?oh等人為研究身體形態(tài)指標(biāo)對(duì)優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員的重要性，選取24名100米成績?cè)?0.21-11.19秒之間的短跑運(yùn)動(dòng)員，按運(yùn)動(dòng)成績將其分為兩組，分別對(duì)其身高、體重、腿長、大腿圍度、小腿圍度、肩寬、骨盆寬度、膝關(guān)節(jié)圍度、踝關(guān)節(jié)圍度等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量。結(jié)果顯示，他們認(rèn)為，身體形態(tài)特征并不是決定100米運(yùn)動(dòng)成績的重要因素。但同時(shí)，也有學(xué)者認(rèn)為大腿圍度與100米成績之間具有相關(guān)性。我國研究學(xué)者選取北京奧運(yùn)會(huì)100、200和400米男、女排名前6的運(yùn)動(dòng)員以從選材學(xué)的角度探索身高對(duì)短跑運(yùn)動(dòng)員成績的影響。他們認(rèn)為，身高、體重等身體形態(tài)指標(biāo)并不是決定比賽成績的關(guān)鍵因素，僅能夠作為參考應(yīng)用到選材的初級(jí)階段。

眾所周知，伸膝肌和跖屈肌的肌肉功能和大小在走路和跑動(dòng)過程中十分重要。實(shí)際上，一部分前人的研究表明伸膝肌肉產(chǎn)生力量的能力在短跑運(yùn)動(dòng)中起主要作用，另一部分研究則認(rèn)為短跑運(yùn)動(dòng)員伸膝肌和跖屈肌肉的大?。ㄖ亓?、橫截面積、厚度等）更為重要。Kubo等人為了驗(yàn)證上述關(guān)系，選取15名百米成績?cè)?0.58s至10.98秒之間的運(yùn)動(dòng)員以及15名非運(yùn)動(dòng)員（年齡、身高和四肢長度與運(yùn)動(dòng)員組相似），分別測(cè)試2組受試者伸膝肌和跖屈肌的肌肉圍度、肌腱厚度、肌腱長度等指標(biāo)。結(jié)果顯示，短跑運(yùn)動(dòng)員伸膝肌的肌肉圍度、肌腱厚度及長度和跖屈肌圍度、肌腱厚度等指標(biāo)均明顯高于非運(yùn)動(dòng)員，說明上述指標(biāo)與短跑運(yùn)動(dòng)成績高度相關(guān)。

一部分對(duì)比性的功能形態(tài)研究結(jié)果顯示，足部和踝關(guān)節(jié)的骨骼結(jié)構(gòu)結(jié)合肌肉力臂可作為跑動(dòng)速度的決定性因素。Abe等通過研究優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員的解剖結(jié)構(gòu)，認(rèn)為短跑運(yùn)動(dòng)員與非短跑運(yùn)動(dòng)員之間存在的較明顯的解剖結(jié)構(gòu)特征，且骨骼肌肉形態(tài)指標(biāo)與短跑能力之間具有一定的相關(guān)關(guān)系。Kumagai等認(rèn)為肌肉的肌束長度與短跑成績正相關(guān)。事實(shí)上，較長的肌肉纖維具有更多的肌小節(jié)，因此在某一肌肉固定收縮速度的前提下，較長肌纖維中個(gè)體肌小節(jié)縮短的速度較慢，這樣長肌纖維中的每一個(gè)肌小節(jié)的收縮活動(dòng)近似于等長收縮，因此根據(jù)力量-速度的關(guān)系就能夠產(chǎn)生更多的力量。

Scholz等人利用數(shù)學(xué)模型以解釋跟腱的短力臂是如何通過增加彈性勢(shì)能儲(chǔ)備而減少新陳代謝能量消耗的。他們認(rèn)為，跑動(dòng)過程中的跟腱力臂和能量消耗之間存在非常緊密的相關(guān)關(guān)系。

我國學(xué)者王港研究了骨盆、大腿長度和足長對(duì)短跑能力的影響。研究表明，相對(duì)骨盆較窄和大腿長度較短的運(yùn)動(dòng)員，其腿部擺動(dòng)速度較快、骨盆運(yùn)動(dòng)幅度較大，使得步長相對(duì)較長，從而跑動(dòng)速度較快；此外，足長相對(duì)較短的運(yùn)動(dòng)員，支撐腿形成的后蹬角度相對(duì)較小，能夠增加移動(dòng)時(shí)的水平位移。

3.2、運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)在選材中的重要作用

從生物力學(xué)的角度來講，最大短跑速度取決于運(yùn)動(dòng)員的步頻和步長。這兩種因素之間存在負(fù)相關(guān)的關(guān)系，即當(dāng)步頻或步長增加時(shí)可提高短跑速度，但另一種因素并不成比例地增加或相應(yīng)減小。因此為了提高最大速度，可有以下3種方式：（1）增加步長的同時(shí)步頻不變；（2）提高步頻的的同時(shí)步長不變；（3）增加步長的同時(shí)提高步頻。能夠影響步頻和步長的因素有很多，包括肌肉結(jié)構(gòu)、跑動(dòng)技術(shù)、速度力量和肌肉-肌腱彈性等。

短跑成績?nèi)Q于以下4個(gè)時(shí)相的統(tǒng)合：起跑（反應(yīng)時(shí)間+腳蹬起跑器）、開始加速、保持最大速度、減速。從生物力學(xué)的角度看，步長、頻率、觸地時(shí)間（Contact Time）和騰空時(shí)間（Flight Time）均在上述時(shí)相中發(fā)生改變。

很多學(xué)者都認(rèn)為，跑動(dòng)過程中的觸地時(shí)相（Contact Phase）是短跑過程結(jié)構(gòu)中最重要的生物力學(xué)指標(biāo)。有研究表明，與十項(xiàng)全能運(yùn)動(dòng)員相比，優(yōu)秀的短跑運(yùn)動(dòng)員能夠在較短的觸地時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較大的觸地力度（Ground Force）。如果運(yùn)動(dòng)員的水平速度較快時(shí)，可表明其相應(yīng)的觸地時(shí)間較短。在一定的最大速度時(shí)，短跑跑動(dòng)過程中的觸地時(shí)相取決于步頻、步長和短跑成績。

但是，在日常訓(xùn)練中并未有效利用觸地時(shí)間作為訓(xùn)練質(zhì)量的指標(biāo)，這是由于對(duì)于觸地時(shí)間及其變化的相關(guān)數(shù)據(jù)收集較繁瑣，采用診斷性儀器（底部接觸傳感器、觸地板或高速攝像機(jī)等）對(duì)觸地時(shí)間進(jìn)行測(cè)量不僅需要一定的儀器設(shè)備，還需要花費(fèi)較長的時(shí)間。但僅僅測(cè)量短跑成績或平均速度在很大程度上限制了對(duì)運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練質(zhì)量檢測(cè)及選材工作，因?yàn)樵谙嗤膛艹煽兊牟煌\(yùn)動(dòng)員中，其觸地時(shí)間和騰空時(shí)間的比例分配可能不同，步頻和步長之間的關(guān)系也可能不同。

3.3、機(jī)能素質(zhì)指標(biāo)在選材中的重要作用

3.3.1、反應(yīng)能力

短跑運(yùn)動(dòng)中起跑的有效性是決定最終成績的因素之一。起跑的反應(yīng)時(shí)間通常為發(fā)令槍響至運(yùn)動(dòng)員雙腳離開起跑器的時(shí)間。根據(jù)Harland和Steele的研究，起跑時(shí)間約占100米短跑的5%。除了生物力學(xué)和生理因素外，在準(zhǔn)備和跑動(dòng)過程中信息處理的有效性能夠?qū)?fù)雜任務(wù)的完成產(chǎn)生一定影響，而這些任務(wù)恰恰需要人體能夠?qū)π盘?hào)做出快速反應(yīng)以及對(duì)若干效應(yīng)器進(jìn)行良好地協(xié)調(diào)。Dostal、Moravec等人對(duì)起跑反應(yīng)時(shí)的研究認(rèn)為，女性短跑運(yùn)動(dòng)員的平均反應(yīng)時(shí)間長于男性短跑運(yùn)動(dòng)員；反應(yīng)時(shí)的長短與短跑的運(yùn)動(dòng)水平不具有相關(guān)關(guān)系。也就是說，例如加速、最大速度等其他因素在決定短跑成績方面起著更為重要的作用。

有學(xué)者認(rèn)為，在不同項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)員選材工作中，對(duì)于反應(yīng)時(shí)的測(cè)試環(huán)節(jié)常常被忽視。反應(yīng)時(shí)較快的運(yùn)動(dòng)員，可能具有以下潛在的特質(zhì)：專注力和警覺性較高；肌肉協(xié)調(diào)能力較好；完成運(yùn)動(dòng)任務(wù)的準(zhǔn)確性較高；心理壓力相對(duì)較低；疲勞的產(chǎn)生相對(duì)延遲以及體內(nèi)酶活性較高；思維與機(jī)體的生理聯(lián)系更為緊密，這與較高的個(gè)人運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)息息相關(guān)。

3.3.2、下肢爆發(fā)力

在眾多體育項(xiàng)目中，有很多都需要依賴于爆發(fā)力，例如短跑、舉重、跳躍、投擲等。這些運(yùn)動(dòng)均需要對(duì)運(yùn)動(dòng)員的身體素質(zhì)能力進(jìn)行測(cè)量。研究表明，下肢肌肉爆發(fā)力也是決定短跑成績的重要因素之一。Chelly和Denis發(fā)現(xiàn)，腿部力量與最大跑動(dòng)速度高度相關(guān)。理論上，奧運(yùn)短跑選手的最大力量輸出約為4400，例如一名體重為70kg的短跑運(yùn)動(dòng)員，其相對(duì)的力量輸出約為60W/kg。教練們希望測(cè)量方法應(yīng)用起來盡量簡單，能夠在實(shí)際訓(xùn)練中便于操作。在上述運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中，運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)對(duì)于最大功率輸出（Peak Power Output，PPO）的要求非常高。有研究表明，短跑項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的縱跳高度能力和最大功率輸出之間具有顯著的相關(guān)性關(guān)系。

一部分前人的研究結(jié)果顯示，可以利用Optojump測(cè)試（Optojump Test，OJT）和5次跳躍測(cè)試（5-jump Test，5JT）對(duì)不同項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的最大功率輸出進(jìn)行評(píng)估。雖然5次跳躍測(cè)試能夠在大體上對(duì)下肢爆發(fā)力進(jìn)行測(cè)量，但受試者的體重和下肢長度能夠明顯對(duì)測(cè)試成績產(chǎn)生影響。因此，選用Optojump測(cè)試更為有效。Davies和Young的研究表明，在縱跳高度板上推動(dòng)力產(chǎn)生過程中的最大功率輸出與縱跳高度高度具有相關(guān)關(guān)系。Lehance等人在對(duì)最大功率輸出和Optojumo力量輸出之間的關(guān)系進(jìn)行研究時(shí)，發(fā)現(xiàn)采用Optojump方法分析下肢爆發(fā)力是十分準(zhǔn)確的。Castagna等人也認(rèn)為在場地條件下Optojump能夠有效用于檢測(cè)運(yùn)動(dòng)員的縱跳高度能力。

3.4、睪酮

我國學(xué)者在短跑教練員訓(xùn)練班有關(guān)專題討論的總結(jié)中，提到應(yīng)從生理學(xué)的角度來分析短跑運(yùn)動(dòng)員的特點(diǎn)，認(rèn)為在短跑運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練中應(yīng)注重對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮性以及肌肉快速收縮能力的訓(xùn)練。100米和200米主要應(yīng)提高非乳酸能無氧代謝能力（三磷酸腺苷、磷酸肌酸的分解）和注重監(jiān)測(cè)睪酮激素的分泌。發(fā)展短跑運(yùn)動(dòng)員要符合生理生化的特點(diǎn)，才能取得顯著的效果。發(fā)展身體訓(xùn)練，應(yīng)該遵循全面發(fā)展，突出重點(diǎn)，比例協(xié)調(diào)，要符合運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作結(jié)構(gòu)和個(gè)人特點(diǎn)的原則來進(jìn)行訓(xùn)練。

很多學(xué)者針對(duì)睪酮的作用展開了研究，證實(shí)睪酮能夠促進(jìn)葡萄糖至糖原的合成、血紅蛋白以及肌肉中蛋白質(zhì)的生成，從而提高耐力、爆發(fā)力等項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)成績。Griggs的研究表明，持續(xù)12周每周3mg/kg的睪酮補(bǔ)給能夠使蛋白合成增加27%、肌肉重量增加20%。Bhasin等人的研究結(jié)果顯示，持續(xù)10周每周600米g的睪酮補(bǔ)給能夠增加6.1±0.6kg去脂體重、增加肱三頭肌（501mm2）和股四頭?。?174 mm2）的圍度，此外在臥推和負(fù)重深蹲時(shí)，負(fù)重力量分別增加22kg和38kg。上述兩項(xiàng)研究均證實(shí)了外源性類固醇供給增加肌肉動(dòng)員興奮性從而增加肌肉力量的可能性。

Storer等人也對(duì)睪酮與肌肉力量之間的關(guān)系進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)腿部爆發(fā)力與總睪酮水平（r=0.38，P=0.007）和游離睪酮水平（r=0.35，P=0.015）顯著相關(guān)，他們認(rèn)為睪酮能夠顯著增加腿部肌肉爆發(fā)力，其與血清總睪酮和游離睪酮水平分別呈線性正相關(guān)關(guān)系，肌肉力量和爆發(fā)力的提高均依賴于體內(nèi)循環(huán)中睪酮水平的增加。此外，睪酮還能作用于人體大腦內(nèi)的其他物質(zhì)，以提高比賽時(shí)的動(dòng)機(jī)和競爭心理。Bosco的研究發(fā)現(xiàn)，例如短跑項(xiàng)目等爆發(fā)型運(yùn)動(dòng)員的基礎(chǔ)睪酮水平高于其他項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員，而越野滑雪等耐力項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的睪酮水平最低。

近年來，大多數(shù)學(xué)者都認(rèn)為基礎(chǔ)睪酮水平與爆發(fā)力的產(chǎn)生密切相關(guān)，能夠作為預(yù)測(cè)短跑、跳躍和投擲等項(xiàng)目的變量之一。以ATP-CP供能為主的速度、爆發(fā)型項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)員，其血睪酮水平明顯高于其他項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)員。血睪酮水平越高，力量速度素質(zhì)越好。短跑項(xiàng)目屬于典型的無氧代謝供能，對(duì)體內(nèi)糖原的儲(chǔ)備水平要求較高。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員血清睪酮處于高水平時(shí)，機(jī)體合成代謝過程加強(qiáng)，在運(yùn)動(dòng)時(shí)能夠較快地提供能量。從運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)角度來看，睪酮能夠?qū)η嗌倌甓膛苓\(yùn)動(dòng)員的發(fā)育及運(yùn)動(dòng)能力產(chǎn)生直接影響。因此，血清睪酮對(duì)于運(yùn)動(dòng)選材有十分重要的意義，尤其對(duì)于短跑、投擲、跳躍等以ATP-CP供能為主的項(xiàng)目來說，血清睪酮應(yīng)作為青少年選材工作的重要指標(biāo)之一。

4、結(jié)論與建議

經(jīng)過國內(nèi)外諸多學(xué)者多年以來對(duì)選材方面的研究和分析不難看出，形態(tài)學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、機(jī)能素質(zhì)、睪酮等指標(biāo)已廣泛應(yīng)用于青少年短跑運(yùn)動(dòng)員的選材工作中，但目前我國并沒有統(tǒng)一的選材指標(biāo)體系和標(biāo)準(zhǔn)，這也為今后相關(guān)領(lǐng)域的研究工作提供了方向。建議今后在我國青少年短跑運(yùn)動(dòng)員的選材工作中應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：（1）擴(kuò)大人群選材和推廣，應(yīng)該把選材重心放到中小學(xué)的校園中，讓更多中小學(xué)生去認(rèn)識(shí)和了解短跑運(yùn)動(dòng)；（2）注重遺傳因素對(duì)青少年短跑運(yùn)動(dòng)員培養(yǎng)的重要性；（3）在選材過程中強(qiáng)調(diào)身體形態(tài)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、機(jī)能素質(zhì)、生理生化等多重指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)；（4）擴(kuò)大選材指標(biāo)的層面，可結(jié)合氣質(zhì)類型、心理特征等指標(biāo)進(jìn)行青少年短跑運(yùn)動(dòng)員的科學(xué)選拔。