馬國(guó)強(qiáng)，唐 琪，倪大海，龔銘新，李廣凱

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兩種不同騎行姿態(tài)對(duì)功率車大強(qiáng)度騎行表現(xiàn)的影響

馬國(guó)強(qiáng)1，唐 琪2，倪大海2，龔銘新3，李廣凱1

1.上海體育科學(xué)研究所, 上海 200030; 2. 上海體育職業(yè)學(xué)院, 上海 201100; 3. 同濟(jì)大學(xué)，上海 200092

目的：比較運(yùn)動(dòng)員以低把位（Dropped position，DP）和計(jì)時(shí)位（Time-trial position，TTP）兩種騎行姿態(tài)，分別完成功率車一次力竭大強(qiáng)度騎行的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)差異，探討騎行姿態(tài)改變對(duì)下肢肌肉踏蹬發(fā)力的影響。方法：在Wattbike功率自行車上安裝標(biāo)準(zhǔn)彎把和計(jì)時(shí)把，建立運(yùn)動(dòng)員低把位和計(jì)時(shí)位兩種不同的姿態(tài)模型。8名男子場(chǎng)地短距離優(yōu)秀組（TS組）和12名男子公路青年組（R組）運(yùn)動(dòng)員分別以兩種姿態(tài)完成模擬1 000 m騎行測(cè)試。對(duì)兩組運(yùn)動(dòng)員不同姿態(tài)下的計(jì)時(shí)成績(jī)、功率、頻率、心率和BLa進(jìn)行比較。結(jié)果：功率車模擬1 km TT中的Pmax和Pavr-start 20 s同時(shí)受到騎姿、專項(xiàng)和二者交互作用的顯著影響，其中，專項(xiàng)因素的貢獻(xiàn)率占比最大，TS組DP姿態(tài)測(cè)試的Pmax和Pavr-start 20 s分別較TTP姿態(tài)顯著提高了17.8%和14.5%（＜0.05）；Cmax僅受到騎姿和專項(xiàng)因素的顯著影響，TS組DP姿態(tài)下的Cmax較TTP姿態(tài)顯著增加了6.6%（＜0.05）；而測(cè)試中的Cavr、Pavr、Pavr-end 20 s和成績(jī)僅受到專項(xiàng)分組因素的顯著影響，兩騎姿間未見顯著差異；R組1 km TT結(jié)束后的△BLa顯著大于TS組，且DP較TTP姿態(tài)高了12.8%（＜0.05）。結(jié)論：低把位騎行姿態(tài)較之計(jì)時(shí)位有利于運(yùn)動(dòng)員功率車大強(qiáng)度騎行開始階段達(dá)到更高的功率和頻率水平，而短距離專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員更善于發(fā)揮低把位騎行姿態(tài)的優(yōu)勢(shì)。

騎行姿態(tài)；低把位；計(jì)時(shí)把位；功率車

自行車運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)人與器械相結(jié)合的周期性體能類項(xiàng)目，比賽中不僅對(duì)運(yùn)動(dòng)員的體能水平要求極高，運(yùn)動(dòng)員技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)水平也是決定勝敗的關(guān)鍵。自行車比賽中，運(yùn)動(dòng)員會(huì)根據(jù)比賽要求的不同選擇合適的騎行姿態(tài)，一般來說，距離較長(zhǎng)的計(jì)時(shí)類項(xiàng)目多采用風(fēng)阻較小的流線型騎行姿態(tài)，而戰(zhàn)術(shù)類對(duì)抗項(xiàng)目則選擇易于反復(fù)變向、變速的騎行姿態(tài)。但在距離較短的場(chǎng)地自行車計(jì)時(shí)類項(xiàng)目中，如女子500 m、男子1 000 m計(jì)時(shí)賽，應(yīng)選擇何種騎行姿態(tài)還沒有統(tǒng)一的定論，也缺乏準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)依據(jù)，教練員和運(yùn)動(dòng)員多憑經(jīng)驗(yàn)和自身感覺進(jìn)行選擇。

競(jìng)技自行車項(xiàng)目比賽中運(yùn)動(dòng)員的騎行姿態(tài)取決于不同的握把方式，常用車把有計(jì)時(shí)把和彎把兩種，兩種不同的握把方式可使運(yùn)動(dòng)員形成完全不同的兩種騎行姿態(tài)，已有國(guó)外研究中將這兩種姿態(tài)稱作計(jì)時(shí)位騎行姿態(tài)（Time-trial position，TTP）和低把位騎行姿態(tài)（Dropped position，DP）[8,10]。在Defraeye等的系列研究中，采用風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)和計(jì)算流體力學(xué)等方法對(duì)不同騎行姿態(tài)下的身體不同部位的迎風(fēng)面積和風(fēng)阻進(jìn)行測(cè)定與計(jì)算，并與過往研究進(jìn)行了比較，證實(shí)了計(jì)時(shí)把位為符合空氣動(dòng)力學(xué)要求阻力最小的騎行姿態(tài)[8-10]。然而在實(shí)際騎行中，不同騎行姿態(tài)會(huì)對(duì)踏蹬過程中運(yùn)動(dòng)員下肢3關(guān)節(jié)發(fā)力產(chǎn)生影響，從而影響騎行效率和運(yùn)動(dòng)成績(jī)，已有研究中少見針對(duì)不同姿態(tài)對(duì)大強(qiáng)度騎行表現(xiàn)的測(cè)試與分析。本文中運(yùn)動(dòng)員以計(jì)時(shí)位和低把位兩種騎行姿態(tài)分別完成一次力竭的功率車大強(qiáng)度騎行，比較運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的差異，探討騎行姿態(tài)改變對(duì)下肢肌肉踏蹬發(fā)力的影響。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

選取上海自行車隊(duì)短距離組8名男子優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員（TS組）和公路組12名男子青年運(yùn)動(dòng)員（R組）為研究對(duì)象。受試運(yùn)動(dòng)員基本信息見表1。TS組運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練年限5~10年，以場(chǎng)地短距離專項(xiàng)訓(xùn)練為主，其中，國(guó)際健將級(jí)2人，國(guó)家健將級(jí)4人；R組運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練年限2～6年，以公路中長(zhǎng)距離訓(xùn)練為主。

表1 研究對(duì)象基本資料

1.2 兩種騎行姿態(tài)設(shè)定

根據(jù)2010年Defraeye等的研究中對(duì)騎行姿態(tài)的定義和方法[8]，通過在Wattbike功率自行車上安裝彎把和計(jì)時(shí)把，分別建立運(yùn)動(dòng)員低把位（Dropped position，DP）和計(jì)時(shí)位（Time-trial position，TTP）兩種不同的騎行姿態(tài)模型（圖1）。DP是戰(zhàn)術(shù)類對(duì)抗項(xiàng)目比賽中的常用姿態(tài)，而TTP是計(jì)時(shí)類項(xiàng)目比賽時(shí)的主要騎行姿態(tài)。

圖1 自行車低把位和計(jì)時(shí)把位騎行姿態(tài)示意圖

Figure 1. Two Cycling Postures of Dropped Position and Time-trial Position

1.3 模擬1 km TT和指標(biāo)

研究采用Wattbike Pro功率自行車內(nèi)置的1000m Standard Workout方案進(jìn)行模擬1km計(jì)時(shí)騎行測(cè)試（one kilometer time-trial，1kmTT），其運(yùn)動(dòng)過程模擬短距離項(xiàng)目中的場(chǎng)地原地1km計(jì)時(shí)賽，運(yùn)動(dòng)時(shí)間在1min以上，是評(píng)價(jià)短距離自行車運(yùn)動(dòng)員無氧糖酵解供能能力和速度耐力的有效方法[3]。兩組20名運(yùn)動(dòng)員分別在同一周的周二和周五進(jìn)行了DP和TTP把位的測(cè)試，兩次測(cè)試間隔72 h，運(yùn)動(dòng)員完成測(cè)試的順序相同。測(cè)試前一天受試者均經(jīng)過充分休息，降低測(cè)試日前進(jìn)行的日常訓(xùn)練積累的疲勞對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。

被試運(yùn)動(dòng)員到達(dá)功率車訓(xùn)練房后調(diào)節(jié)座高、把高至個(gè)人合適位置并記錄。被試運(yùn)動(dòng)員以80 W先進(jìn)行10 min熱身騎行，之后全力沖刺騎行15 s適應(yīng)測(cè)試方式，休息5 min后開始正式測(cè)試。負(fù)荷設(shè)為空氣阻力7檔和電磁阻力1檔，相當(dāng)于場(chǎng)地50/13齒輪比。運(yùn)動(dòng)員聽口令后從靜止開始全力沖刺騎行，全程保持坐騎，功率自行車自動(dòng)開始里程從1000 m至0 m的倒計(jì)，測(cè)試結(jié)束后功率車自動(dòng)保存數(shù)據(jù)。

采用Wattbike功率自行車配套的運(yùn)動(dòng)參數(shù)記錄儀（Wattbike Performance Computer，WPC）采集測(cè)試全程的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)和心率（HR），采樣頻率設(shè)為“100 samples/second”，即每0.01s采集一個(gè)樣本。測(cè)試結(jié)束后Wattbike配套軟件Wattbike Expert Software從WPC中下載運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)和HR并導(dǎo)出至Excel 2010軟件中進(jìn)行分析，軟件導(dǎo)出數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔設(shè)為1 s，即導(dǎo)出數(shù)據(jù)均為每1 s的各參數(shù)平均值[11,16]。分析指標(biāo)包括模擬1 km TT騎行成績(jī)、最大心率（HRmax），測(cè)試全程的最大頻率（Cmax）和平均頻率（Cavr）、最大功率（Pmax）和平均功率（Pavr），1 km TT中開始后和結(jié)束前各20 s的平均功率（Pavr-start 20 s和Pavr-end 20 s）。

分別在模擬1kmTT結(jié)束后即刻（BLa-end 0min）和 5min（BLa-end 5min）采集指端末梢靜脈血5μL，使用Lactate Pro LT-1710TM乳酸儀（日本）及配套試紙測(cè)試BLa，并計(jì)算5min和即刻之間的差值△BLa。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)

2 研究結(jié)果

2.1 不同騎行姿態(tài)和專項(xiàng)對(duì)1 km TT運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的影響

表2列舉了低把位、計(jì)時(shí)位兩種騎姿和場(chǎng)地短距離、公路兩種專項(xiàng)對(duì)功率車模擬1 km TT成績(jī)、頻率和功率產(chǎn)生影響的雙因素分析結(jié)果。

表2 騎行姿態(tài)和不同專項(xiàng)對(duì)1 km TT成績(jī)、頻率和功率影響的雙因素方差分析結(jié)果

1. 不同專項(xiàng)分組對(duì)1 km TT測(cè)試成績(jī)具有顯著性影響（＜0.05），DP姿態(tài)下TS組成績(jī)（66.8±1.7 s）較R組（70.9±3.6 s）提高了5.8%（=0.005，圖2），TTP姿態(tài)下TS組與R組測(cè)試成績(jī)差異未見統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；而兩種騎姿，以及騎姿和專項(xiàng)的交互作用均未見對(duì)1 km TT成績(jī)的顯著影響（＞0.05）。

Figure2. The Comparison of Results of 1kmTT between Groups and Postures

注：#：與R組進(jìn)行組間比較，＜0.05；*：與TTP組內(nèi)比較，＜0.05，下同。

2. 雙因素分析可見騎行姿態(tài)和不同專項(xiàng)分別對(duì)1 km TT中的Cmax具有顯著性影響（＜0.05），但二者的交互作用并不顯著。圖3（A）可見，TS組DP姿態(tài)（128.6±5.3 r/min）下測(cè)試的Cmax較TTP姿態(tài)（120.6±4.9 r/min）顯著提高了6.6%（=0.002），且較R組DP姿態(tài)測(cè)試的Cmax也要高了8.2%（=0.001），均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＜0.05）；與Cmax不同，騎行姿態(tài)未對(duì)測(cè)試中的Cavr產(chǎn)生顯著影響，僅專項(xiàng)分組對(duì)Cavr的效應(yīng)達(dá)到顯著水平（＜0.05），同時(shí)騎姿×專項(xiàng)的交互作用也不顯著。圖3（B）中TS組以DP（119.9±3.9 r/min）和TTP（117.8±2.8 r/min）姿態(tài)測(cè)試中的Cavr分別較R組（DP：111.2±4.2 r/min，TTP：109.8±3.8 r/min）提高了7.8%和7.3%，具有顯著性差異（＜0.05）。

圖3 兩組運(yùn)動(dòng)員兩種騎行姿態(tài)下1 km TT的最大（A）和平均（B）頻率比較圖

Figure 3. The Comparison of Cmax (A) and Cavr(B) of 1km TT between Groups and Postures

3. 雙因素分析可見，騎行姿態(tài)、不同專項(xiàng)，以及二者的交互作用對(duì)1 km TT中的Pmax均有顯著性影響（＜0.05），計(jì)算各因素對(duì)總偏差平方和的貢獻(xiàn)率可知，專項(xiàng)因素貢獻(xiàn)最大，占67.4%，其次為騎行姿態(tài)，占比8.7%，而二者交互作用的貢獻(xiàn)僅占3.9%，其余為殘差（20%）。兩姿態(tài)間的組內(nèi)比較見圖4（A），僅TS組DP姿態(tài)（1 278.6±94.0 W）下測(cè)試的Pmax較TTP姿態(tài)（1 085.4±114.6 W）顯著提高了17.8%（=0.01）；此外兩專項(xiàng)組間比較可見，TS組以DP和TTP姿態(tài)測(cè)試的Pmax分別較R組高43.7%和27.1%，具有顯著性差異（＜0.05）。

圖4 兩組運(yùn)動(dòng)員兩種騎行姿態(tài)下1 km TT的最大（A）和平均（B）功率比較圖

Figure 4. The Comparison of Pmax (A) and Pavr (B) of 1km TT between Groups and Postures

與Pmax不同，雙因素分析僅見專項(xiàng)因素對(duì)測(cè)試中Pavr的顯著影響（＜0.05），騎姿和兩個(gè)因素交互作用的影響并不明顯。通過組內(nèi)和組間的進(jìn)一步比較發(fā)現(xiàn)（圖4B），TS組以DP（702.3±82.1 W）和TTP（689.8±65.3 W）姿態(tài)測(cè)試的Pavr分別較R組（DP：546.3±57.9 W，TTP：598.3±61.2 W）顯著提高了28.6%和15.3%（＜0.05），而兩騎姿之間則未見顯著差異。

本文在分析全程平均功率的基礎(chǔ)上，計(jì)算了測(cè)試開始后20 s和結(jié)束前20 s的平均功率，探討騎姿和專項(xiàng)對(duì)大強(qiáng)度騎行初始加速和最后維持階段的影響。與Pmax相似，騎行姿態(tài)、專項(xiàng)和二者的交互作用均對(duì)Pavr-start 20 s具有顯著性影響（＜0.05），其中，專項(xiàng)因素貢獻(xiàn)占64.2%，騎行姿態(tài)占比10.9%，而二者交互作用的貢獻(xiàn)占4.6%，殘差占20.3%。兩姿態(tài)間的組內(nèi)比較見圖5（A），TS組DP姿態(tài)（857.6±52.1 W）下測(cè)試的Pavr-start 20 s較TTP姿態(tài)（749.3±45.6 W）顯著提高了14.5%（=0.004）；而專項(xiàng)組間比較可見，TS組以DP和TTP姿態(tài)測(cè)試的Pavr-start 20 s分別較R組高30.2%和15.5%，均具有顯著性差異（＜0.05）。

圖5 兩組運(yùn)動(dòng)員兩種騎行姿態(tài)下1 km TT開始后（A）和結(jié)束前（B）20 s平均功率比較圖

Figure5. The Comparison of Pavr-start 20s (A) and Pavr-end 20s (B) of 1km TT between Groups and Postures

與測(cè)試全程的平均功率相似，Pavr-end 20 s僅受到專項(xiàng)分組因素的顯著影響（＜0.05）；組內(nèi)比較未見騎姿之間的顯著差異（圖5B），組間比較可見TS組以DP（532.1±54.9 W）和TTP（499.8±51.2 W）姿態(tài)測(cè)試的Pavr-end 20 s分別較R組（DP：385.2±36.9 W，TTP：391.2±44.2 W）顯著提高了38.1%和27.8%（＜0.05）。

2.2 心率和血乳酸

表3 騎行姿態(tài)和不同專項(xiàng)對(duì)1 km TT中HRmax和結(jié)束后血乳酸影響的雙因素方差分析結(jié)果

功率車模擬1 km測(cè)試中的HR和血乳酸變化，分別反映了心血管和骨骼肌代謝系統(tǒng)對(duì)大強(qiáng)度騎行強(qiáng)度刺激產(chǎn)生的應(yīng)答。表3列舉了低把位、計(jì)時(shí)位兩種騎姿和場(chǎng)地短距離、公路兩種專項(xiàng)對(duì)功率車模擬1 km TT中HRmax、結(jié)束即刻和5 min血乳酸，血乳酸增幅產(chǎn)生影響的雙因素分析結(jié)果。

1. 雙因素分析可見，模擬1 km TT中的HRmax僅受到不同專項(xiàng)分組因素的顯著性影響（＜0.05），進(jìn)一步兩兩比較發(fā)現(xiàn)（圖6），僅DP姿態(tài)下TS組達(dá)到的HRmax（174.1±9.8 次/min）較R組（183.5±8.9 s）低了5.1%（=0.001），組間差異具有顯著性（＜0.05），TTP姿態(tài)下兩專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員測(cè)試中的HRmax的差異不具統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＞0.05）。此外，兩種騎姿，以及騎姿和專項(xiàng)的交互作用均未見對(duì)HRmax的顯著影響（＞0.05）。

2. 對(duì)測(cè)試結(jié)束即刻的BLa差異進(jìn)行雙因素分析發(fā)現(xiàn)，騎姿、專項(xiàng)及二者的交互作用均未見顯著影響，而組間組內(nèi)的進(jìn)一步比較也未見顯著性差異（＞0.05）；專項(xiàng)因素對(duì)測(cè)試結(jié)束后5 min的BLa產(chǎn)生顯著影響，圖7（B）可見，TS組分別以DP（9.8±1.9 mmol/L）和TTP（8.8±2.3 mmol/L）姿態(tài)測(cè)試后5 min BLa分別較R組（DP：11.5±2.5 mmol/L，TTP：10.3±2.1 mmol/L）低了14.8%和14.6%，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＜0.05），而騎姿和二者交互作用未見對(duì)結(jié)束后5 min血乳酸產(chǎn)生顯著影響。

圖6 兩組運(yùn)動(dòng)員兩種騎行姿態(tài)下1 km TT中HRmax比較圖

Figure 6. The Comparison of HRmax during 1km TT between Groups and Postures

圖7 運(yùn)動(dòng)員兩種騎行姿態(tài)1 km TT結(jié)束即刻（A）、5 min（B）血乳酸及△BLa（C）比較圖

Figure 7. The Comparison of BLa Changes after the 1km TT between Groups and Postures

本文通過計(jì)算1 km TT結(jié)束后5 min和結(jié)束即刻BLa的差值△BLa評(píng)價(jià)骨骼肌的轉(zhuǎn)運(yùn)清除乳酸能力。通過雙因素分析未見騎姿、騎姿與專項(xiàng)的交互作用對(duì)△BLa的顯著性影響，而專項(xiàng)因素的主效應(yīng)明顯（＜0.05）；從圖7（C）可見，R組的△BLa在兩騎行姿態(tài)間出現(xiàn)顯著性差異（=0.021），DP姿態(tài)下的△BLa較TTP姿態(tài)高了12.8%，TS組未見兩騎姿間的顯著差異，且TS組DP 和TTP姿態(tài)下的 △BLa分別較R組低了39.6%和34.0%，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＜0.05）。

3 分析與討論

自行車運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)一定程度上受騎行過程中阻力變化的影響，包括空氣動(dòng)力學(xué)阻力或風(fēng)阻、滾動(dòng)阻力、輪軸和驅(qū)動(dòng)摩擦力，以及路面坡度帶來的阻力。在50 km/h以上的較高騎速下，阻力中約有90%甚至更多來自氣動(dòng)阻力[7]?？諝庾枇κ侨梭w騎行過程中最主要的阻力因素，且隨著騎行速度的增加，空氣阻力也逐漸加大[1]。自行車運(yùn)動(dòng)的空氣動(dòng)力學(xué)研究表明，人車系統(tǒng)空氣阻力中的大部分與運(yùn)動(dòng)員的身體迎風(fēng)面積的大小有關(guān)，約占人車系統(tǒng)阻力的60%~70%[7]。因此在訓(xùn)練比賽中，運(yùn)動(dòng)員一般是通過調(diào)整握把位置來改變騎行姿態(tài)，以達(dá)到減小身體迎風(fēng)面積，降低風(fēng)阻的目的。

運(yùn)動(dòng)員在場(chǎng)地和公路計(jì)時(shí)賽中常用的計(jì)時(shí)車把，可將雙臂靠攏前伸，從而最大限度地降低身體重心，保持軀干的流線型姿態(tài)。計(jì)時(shí)姿態(tài)被認(rèn)為是迎風(fēng)面積最小，減阻效果最好的騎行姿態(tài)[9,10]。然而，在競(jìng)技自行車訓(xùn)練比賽中，部分運(yùn)動(dòng)員認(rèn)為計(jì)時(shí)姿態(tài)會(huì)影響騎行過程中下肢發(fā)力，特別是大強(qiáng)度騎行中的主動(dòng)“上提”發(fā)力，從而影響加速能力。但由于長(zhǎng)距離騎行減阻帶來的能量節(jié)省抵消了開始階段發(fā)力加速不足對(duì)成績(jī)的影響，故運(yùn)動(dòng)員多數(shù)選擇計(jì)時(shí)姿態(tài)參賽。

低把位騎行姿態(tài)也是自行車較為常用的姿態(tài)之一，運(yùn)動(dòng)員手握彎把，肘關(guān)節(jié)保持在屈曲120°~150°位置，雖然身體重心與計(jì)時(shí)位相比變化不大，但由于雙臂間距明顯大于計(jì)時(shí)位，增加了身體的迎風(fēng)面積，相同騎速下的風(fēng)阻較大，但低把位姿態(tài)有助于運(yùn)動(dòng)員上肢拉把發(fā)力，提高了上下肢發(fā)力的協(xié)調(diào)性。在場(chǎng)地短距離男子1 km和女子500 m計(jì)時(shí)賽中，男、女運(yùn)動(dòng)員需從靜止?fàn)顟B(tài)起動(dòng)，各自完成65 s和35 s左右的大強(qiáng)度騎行，起動(dòng)階段發(fā)力踏蹬的加速能力對(duì)成績(jī)的影響更加顯著。作者統(tǒng)計(jì)了2014年全國(guó)場(chǎng)地自行車錦標(biāo)賽參加男子1 km和女子500 m計(jì)時(shí)賽運(yùn)動(dòng)員的騎姿選擇情況，選擇計(jì)時(shí)位姿態(tài)的男、女運(yùn)動(dòng)員分別占比65%和52%，選擇低把位姿態(tài)的男、女運(yùn)動(dòng)員則分別為35%和48%。短時(shí)大強(qiáng)度騎行選擇何種騎行姿態(tài)還存在一定的爭(zhēng)議。

本研究在未考慮實(shí)際運(yùn)動(dòng)場(chǎng)風(fēng)阻的情況下，比較了計(jì)時(shí)位和低把位兩種姿態(tài)對(duì)不同專項(xiàng)自行車運(yùn)動(dòng)員在室內(nèi)功率車上完成的一次力竭大強(qiáng)度騎行表現(xiàn)影響的差異。測(cè)試中運(yùn)動(dòng)員完成功率車模擬1 000 m大強(qiáng)度騎行的時(shí)長(zhǎng)在64.7~76.3 s之間，運(yùn)動(dòng)員從靜止?fàn)顟B(tài)起動(dòng)全力加速，后程盡力維持，屬典型的以無氧代謝供能為主的騎行方式。通過雙因素方差分析，無論是騎姿還是騎姿與專項(xiàng)的交互作均未對(duì)功率車模擬1 km TT全程的騎行成績(jī)、平均功率和平均頻率產(chǎn)生顯著影響，相反，專項(xiàng)分組因素的影響非常顯著，而組間兩兩比較也證實(shí)了本研究短距離運(yùn)動(dòng)員無論是DP還是TTP姿態(tài)，平均頻率、平均功率和騎行成績(jī)均明顯高于公路組運(yùn)動(dòng)員。場(chǎng)地自行車1 km計(jì)時(shí)騎行成績(jī)與運(yùn)動(dòng)員單位時(shí)間內(nèi)的做功水平直接相關(guān)，單位時(shí)間內(nèi)做功越多，平均功率越大，騎行成績(jī)?cè)胶肹5]。功率與騎行過程中的踏蹬力和踏蹬角速度值呈正比，而踏蹬角速度與騎行頻率直接相關(guān)[4]，因此，騎行成績(jī)、平均功率和頻率表現(xiàn)出了相似的變化規(guī)律。短距離組被試的年齡和專項(xiàng)訓(xùn)練年限均大于公路組，與1 km TT測(cè)試相關(guān)的專項(xiàng)能力更強(qiáng)，即無氧供能速率和供能維持能力更好，可能是造成上述差異的主要原因。

HR和血乳酸是評(píng)價(jià)自行車騎行相對(duì)強(qiáng)度的有效指標(biāo)[14]，可評(píng)價(jià)身體機(jī)能對(duì)運(yùn)動(dòng)刺激的生理應(yīng)答水平[2]，與1 km TT全程達(dá)到的平均功率具有較高的相關(guān)性[5]。首先，與1 km TT中平均功率和成績(jī)變化相似，測(cè)試中的最大心率、測(cè)試結(jié)束后5 min血乳酸和血乳酸增量?jī)H受專項(xiàng)因素的顯著性影響，騎姿和二者交互作用的影響均未達(dá)到顯著水平。組間比較可見，雖然公路組運(yùn)動(dòng)員完成1 km TT中的平均功率低于短距離組，但HRmax、5 min即刻血乳酸和血乳酸增量卻顯著高于短距離組，運(yùn)動(dòng)員承受的相對(duì)強(qiáng)度更高。與以無氧專項(xiàng)訓(xùn)練為主的短距離運(yùn)動(dòng)員相比，公路運(yùn)動(dòng)員在接近力竭的大強(qiáng)度騎行中心臟工作能力和血液緩沖、轉(zhuǎn)運(yùn)清除乳酸能力均有不足。其次，兩組運(yùn)動(dòng)員雖未見兩種騎行姿態(tài)間最大心率的顯著差異，但測(cè)試結(jié)束后5 min血乳酸增量在公路組出現(xiàn)了兩騎姿間的明顯不同，公路組運(yùn)動(dòng)員低把位姿態(tài)下上肢及軀干活動(dòng)范圍增加，當(dāng)后程耐力顯著下降時(shí)，參與代償性發(fā)力踏蹬的肌肉增多[15]，一定程度上會(huì)造成騎行效率，即功耗比的顯著降低[15]。運(yùn)動(dòng)員的騎行效率與下肢髖、膝、踝3關(guān)節(jié)的貢獻(xiàn)率和活動(dòng)幅度有關(guān)[18]。自行車運(yùn)動(dòng)員疲勞時(shí)踝關(guān)節(jié)功率和運(yùn)動(dòng)范圍的減小，可通過延長(zhǎng)伸髖和伸膝關(guān)節(jié)時(shí)間來補(bǔ)償[17]。在早期一項(xiàng)功率車大強(qiáng)度間歇訓(xùn)練的應(yīng)用研究中發(fā)現(xiàn)，疲勞帶來的做功能力的下降，可伴隨出現(xiàn)騎行經(jīng)濟(jì)性的顯著降低[4]。

與全程平均功率僅受專項(xiàng)因素影響不同，本文1 km TT中的最大功率和前20 s平均功率均分別受到騎姿、專項(xiàng)以及二者交互作用的顯著影響。雖然貢獻(xiàn)率最大的仍然是專項(xiàng)因素，但組內(nèi)比較發(fā)現(xiàn)，短距離組運(yùn)動(dòng)員采用低把位姿態(tài)完成測(cè)試達(dá)到的最大功率和前20 s騎行的平均功率均明顯高于計(jì)時(shí)位姿態(tài)，但公路組運(yùn)動(dòng)員未見兩騎姿間的顯著差異。分析可能與以下兩方面因素有關(guān)：1）由于在場(chǎng)地內(nèi)開展較多的以靜止?fàn)顟B(tài)開始的彎把原地起動(dòng)訓(xùn)練，使得短距離運(yùn)動(dòng)員以低把位姿態(tài)開始大強(qiáng)度騎行測(cè)試時(shí)，與采用計(jì)時(shí)位相比能夠有效“拉把”，提高上肢及軀干部位肌肉參與發(fā)力程度[6,12,19]，從而在測(cè)試開始階段迅速克服靜止?fàn)顟B(tài)，達(dá)到更高的功率水平，短距離專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員與公路運(yùn)動(dòng)員相比更加善于利用低把位姿；2）大強(qiáng)度騎行中髖關(guān)節(jié)是最為主要的發(fā)力關(guān)節(jié)[13]，計(jì)時(shí)騎行姿態(tài)下髖關(guān)節(jié)角小于低把位姿態(tài)，伸髖和屈髖肌群分別在“下蹬”和“上提”的開始階段處于相對(duì)過度的拉伸和縮短狀態(tài)，從而影響了踏蹬過程中髖關(guān)節(jié)的工作效率。

同時(shí)，短距離組以低把位姿態(tài)完成測(cè)試達(dá)到的最大頻率也顯著高于計(jì)時(shí)位姿態(tài)，由于騎行功率主要受到踏蹬力和騎行頻率兩個(gè)因素的影響，短距離組兩騎姿間最大頻率的顯著差異可能是最大功率水平不同的影響因素之一。低把位姿態(tài)有利于短距離運(yùn)動(dòng)員在踏蹬圓周中向下踏蹬的同時(shí)，積極主動(dòng)“上提”發(fā)力，從而在整個(gè)踏蹬周期保持較高的發(fā)力水平，在大強(qiáng)度騎行過程中快速提高踏頻。需注意的是，低把位雖然有利于短距離專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員模擬1 km TT起動(dòng)階段達(dá)到較高的功率水平，但彎把的優(yōu)勢(shì)并未能延續(xù)到1 000 m騎行全程，測(cè)試過程中隨著疲勞的積累踏頻顯著下降，低把位姿態(tài)的發(fā)力優(yōu)勢(shì)會(huì)明顯減弱。

綜上所述，在完成如自行車場(chǎng)地1 km計(jì)時(shí)賽等大強(qiáng)度計(jì)時(shí)騎行時(shí)，經(jīng)過一定系統(tǒng)訓(xùn)練的短距離運(yùn)動(dòng)員可選擇低把位騎行姿態(tài)，從而在騎行的開始階段盡快達(dá)到較高的踏頻和騎速；而公路專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員則應(yīng)選擇計(jì)時(shí)騎行姿態(tài)，以充分發(fā)揮該騎姿在騎行全程的空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)勢(shì)。自行車運(yùn)動(dòng)員應(yīng)注重踏蹬過程中上下肢的協(xié)同發(fā)力和主動(dòng)“上提”訓(xùn)練，并在不影響發(fā)力的前提下盡可能地降低身體重心，以減小迎風(fēng)面積，降低風(fēng)阻。

本文通過對(duì)Pmax和Pavr-start 20 s兩項(xiàng)受騎姿和專項(xiàng)交互作用顯著影響指標(biāo)進(jìn)行的影響因素貢獻(xiàn)率進(jìn)行計(jì)算，專項(xiàng)因素的占比超過60%，騎姿僅占10%左右，可能與選擇的場(chǎng)地短距離和公路專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員間存在訓(xùn)練年限不同帶來的運(yùn)動(dòng)水平差異有關(guān)，故兩種騎姿1 km TT測(cè)試中運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的不同主要來自專項(xiàng)分組，提示，本文在受試對(duì)象選擇上存在不足，未能去除運(yùn)動(dòng)水平差異帶來的影響。未來還需選擇運(yùn)動(dòng)水平相近的運(yùn)動(dòng)員，在實(shí)際運(yùn)動(dòng)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)對(duì)不同姿態(tài)騎行過程中下肢主要工作肌肉的發(fā)力特征和貢獻(xiàn)率開展研究，為比賽騎姿的選擇提供更加準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

4 結(jié)論

與公路專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員相比，場(chǎng)地短距離運(yùn)動(dòng)員能夠更好地發(fā)揮低把位騎行姿態(tài)的優(yōu)勢(shì)，在靜止?fàn)顟B(tài)開始的功率車模擬1 km大強(qiáng)度騎行的前20 s達(dá)到更高的功率和頻率水平，但測(cè)試中與計(jì)時(shí)把位騎行表現(xiàn)上的差異會(huì)隨著疲勞的積累而逐漸減小。

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Effect of Two Different Cycling Postures on the Performance of High Intensity Riding on Cycling Ergometer

MA Guo-qiang1, TANG Qi2, NI Da-hai2, GONG Ming-xin3, LI Guang-kai1

1.Shanghai ResearchInstitute of Sports Science, Shanghai 200030, China; 2.ShanghaiTechnical Sports Institute, Shanghai 201100, China; 3.Tongji university, Shanghai 200092, China.

Objectives This paper analyzes the differences of high intensity riding performance on ergometer with the two different cycling postures of dropped position and time-trial position, andinvestigates the effect of cycling posture on pedalling force. Methods 8elite male track sprinted cyclists (TS group) and 12 young male road cyclists (R group) completed the simulated one kilometers time-trial (1kmTT) on Wattbike ergometer with the two different cycling postures of dropped (DP) and time-trial (TTP) position which were realized through installing the standard dropped or time-trial handbar respectively. The time results, power, cadence, heartrate and BLa were analyzed. Results The Pmax and Pavr-start20s of simulated 1kmTT on Wattbike were significantly affected by the factors of postures, specific training and interactions of both, and the specific factor contributed the most. The Pmax and Pavr-start20s of TS group with DP was significant higher than TTP by 17.8% and 14.5% respectively (＜0.05). The Cmax was only affected by posture and specific factors. TS group’s Cmax with DP was obvious higher than TTP by 6.6% (＜0.05). But the Cavr, Pavr, Pavr-end 20s and results of 1kmTT were only affected by the specific factors, and no significant differences existed between the two postures. R group’s △BLa after 1kmTT was bigger than TS group. The △BLa with DP posture was higher than TTP by 12.8% (＜0.05) only in R group. Conclusions The cycling posture of dropped position can help athletes reaching the higher power and cadence on ergometer at the starting phase of high intensity riding. Track sprinted cyclists can take advantage of the dropped position more than road riders.

1002-9826(2018)03-0123-07

10.16470/j.csst.201803016

G872.3

Ａ

2017-10-23；

2018-03-03

上海市體育局科研攻關(guān)與科技服務(wù)課題(14JT027)。

馬國(guó)強(qiáng),男,副研究員,博士,主要研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能評(píng)定和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練監(jiān)控,自行車項(xiàng)目專項(xiàng)能力評(píng)定,E-mail: maguo qiang1978@163.com。