莊 薇，邵 恩，朱志強(qiáng)，傅維杰，劉 宇

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基于世界級(jí)運(yùn)動(dòng)員身體形態(tài)、機(jī)能及素質(zhì)特征的雪上項(xiàng)目冠軍模型研究

莊 薇，邵 恩，朱志強(qiáng)，傅維杰，劉 宇

上海體育學(xué)院 運(yùn)動(dòng)科學(xué)學(xué)院, 上海 200438

基于國(guó)際上現(xiàn)有研究，總結(jié)出包括身體形態(tài)、身體機(jī)能、身體素質(zhì)及傷病分布4個(gè)方面的信息，試圖建立雪上項(xiàng)目世界級(jí)運(yùn)動(dòng)員的冠軍模型，為我國(guó)冬季雪上項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練及選材提供參考。通過(guò)歸納總結(jié)發(fā)現(xiàn)：以無(wú)氧代謝為主的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，如短距離越野滑雪、高山滑雪、北歐兩項(xiàng)、跳臺(tái)滑雪等，身材比較壯碩（身高體重比較大）的運(yùn)動(dòng)員更具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。瘦體重特別是上肢和軀干的瘦質(zhì)量是決定越野滑雪運(yùn)動(dòng)成績(jī)的關(guān)鍵因素。長(zhǎng)距離越野滑雪主要代謝方式為有氧供能，這類(lèi)項(xiàng)目對(duì)有氧代謝能力要求較高。相比之下，短距離越野滑雪和北歐兩項(xiàng)對(duì)無(wú)氧代謝能力要求較高?；诟?jìng)賽時(shí)間的長(zhǎng)短，短距離越野滑雪的供能特點(diǎn)和田徑中的800 m、1 500 m中長(zhǎng)跑代謝特點(diǎn)較相似，可考慮進(jìn)行跨項(xiàng)目選材。高山滑雪運(yùn)動(dòng)員的下肢爆發(fā)力普遍較強(qiáng)，其青少年運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練和選材，可借鑒雪上項(xiàng)目強(qiáng)國(guó)的成熟測(cè)試方案。

雪上項(xiàng)目；冠軍模型；人體測(cè)量；生理機(jī)能

1 前言

2022年冬奧會(huì)將在北京舉行，此次盛會(huì)將帶動(dòng)中國(guó)3億多人參與冰雪運(yùn)動(dòng)。但是，我們必須承認(rèn)我國(guó)冰雪運(yùn)動(dòng)起步晚、底子薄、群眾基礎(chǔ)差，科研保障力量不足。此次平昌冬奧會(huì)我國(guó)運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)表現(xiàn)平平。因此，我們急需探究冬季雪上項(xiàng)目世界級(jí)運(yùn)動(dòng)員的冠軍模型。所謂冠軍模型，指的是世界級(jí)運(yùn)動(dòng)員具備爭(zhēng)奪國(guó)際大賽冠軍的特質(zhì)。本文從身體形態(tài)、身體機(jī)能、力量和素質(zhì)等多個(gè)維度對(duì)世界級(jí)高水平運(yùn)動(dòng)員的冠軍特質(zhì)做出描述，為我國(guó)冬季雪上項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練及選材提供參考。世界上，尤其是冬季雪上項(xiàng)目強(qiáng)國(guó)對(duì)于優(yōu)秀雪上項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行了相對(duì)系統(tǒng)的研究[17,20,27]，涵蓋了人體測(cè)量[12,14,37-39]、能量代謝特點(diǎn)[23,34,41,42]、運(yùn)動(dòng)能力[5,11,19,28,38]等多方面。本文基于這些研究，總結(jié)出包括其身體形態(tài)、身體機(jī)能、身體素質(zhì)及傷病分布4個(gè)方面的信息，分析高水平運(yùn)動(dòng)員的相關(guān)特征，為提高我國(guó)冬季雪上項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的能力和跨項(xiàng)目選材提供科學(xué)的參考依據(jù)。

2 身體形態(tài)特征

運(yùn)動(dòng)員的身體測(cè)量參數(shù)是影響運(yùn)動(dòng)成績(jī)的重要因素，主要包含：描述某個(gè)項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的身體特征；比較不同項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的身體特征差異；描述不同人種的差異，以闡述某人種在某些項(xiàng)目上尤其突出的原因；找出影響運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的重要測(cè)量學(xué)指標(biāo)[39]。身高、體重、體重指數(shù)（BMI）等指標(biāo)和訓(xùn)練策略有關(guān)，在不同的項(xiàng)目中，它們會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)技術(shù)和競(jìng)技策略產(chǎn)生影響[2,7]。有研究提出，身體參數(shù)在青少年運(yùn)動(dòng)員的評(píng)價(jià)中至關(guān)重要，它們是判定一個(gè)青少年運(yùn)動(dòng)員是否有天賦的重要標(biāo)準(zhǔn)，許多項(xiàng)目已經(jīng)建立了其特有的運(yùn)動(dòng)員選材身體測(cè)量參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)[29]。

2.1 身高及體重

由于冬奧會(huì)項(xiàng)目分類(lèi)較多，不同項(xiàng)目差別較大。因此，對(duì)不同的項(xiàng)目身體測(cè)量參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)也大有不同。Stanula等[37]對(duì)溫哥華冬奧會(huì)上各單項(xiàng)前20名運(yùn)動(dòng)員的身體特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，依據(jù)能量代謝特征將雪上運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目分為4種類(lèi)型：有氧型、有氧-無(wú)氧型、無(wú)氧糖酵解型和無(wú)氧非乳酸型。研究結(jié)果如圖1所示，相對(duì)于其他3類(lèi)，代謝方式為無(wú)氧非乳酸型項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)員（雪橇、北歐兩項(xiàng)、跳臺(tái)滑雪等）體重更大。多位研究者證實(shí)，高山滑雪中身材高、體重大確有一定優(yōu)勢(shì)[20]。表1為冬季雪上項(xiàng)目世界級(jí)男、女運(yùn)動(dòng)員的身高、體重信息，其中不乏奧運(yùn)會(huì)冠軍及世界大賽獎(jiǎng)牌獲得者。由表1得知，越野滑雪（短距離）運(yùn)動(dòng)員的身高、體重略大于其他項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員。從目前研究來(lái)看，以無(wú)氧代謝為主的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，如短距離越野滑雪、高山滑雪、北歐兩項(xiàng)、跳臺(tái)滑雪等，身材比較壯碩的運(yùn)動(dòng)員更具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

圖1 2010年溫哥華冬奧會(huì)不同代謝類(lèi)型項(xiàng)目前20名運(yùn)動(dòng)員身高、體重、BMI信息

Figure 1. Characteristics of Athletes (Height, weight, BMI) Placing in Top 20 at the Olympic Games in Vancouver

注：有氧型：越野滑雪長(zhǎng)距離；有氧-無(wú)氧型：越野滑雪中長(zhǎng)距離、冬季兩項(xiàng)；無(wú)氧糖酵解型：越野滑雪短距離、高山滑雪、自由式滑雪、單板滑雪；無(wú)氧非乳酸型：北歐兩項(xiàng)、跳臺(tái)滑雪、單板滑雪U型場(chǎng)地技巧。

2.2 身體成分特征

早在1987年，Orvanová就研究了冬季項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的身體成分比例和競(jìng)賽成績(jī)間的關(guān)系[23]，現(xiàn)如今隨著檢測(cè)技術(shù)和訓(xùn)練方法的改變，基于身體成分的選材標(biāo)準(zhǔn)也發(fā)生著變化[37]。一些研究者著重關(guān)注瘦質(zhì)量（瘦質(zhì)量表示人體不同部位的去脂質(zhì)量）和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)之間的關(guān)系，以期發(fā)現(xiàn)高水平運(yùn)動(dòng)員的特征。表2為部分項(xiàng)目世界級(jí)運(yùn)動(dòng)員的身體成分信息。越野滑雪是一項(xiàng)特殊的耐力型項(xiàng)目，比賽距離從1.5 km到50 km不等。Stoggl等[39]對(duì)來(lái)自瑞典、奧地利和挪威國(guó)家隊(duì)的14名世界高水平（世界排名前20）越野滑雪短距離運(yùn)動(dòng)員的身體成分進(jìn)行采集分析，研究采用雙能X射線(xiàn)（DXA）進(jìn)行全身掃描。和前人對(duì)低級(jí)別運(yùn)動(dòng)員的研究結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn)，高水平運(yùn)動(dòng)員不僅體重大，且瘦體重明顯高出低級(jí)別運(yùn)動(dòng)員，并且這種差異在上肢、軀干更加明顯[12]。作者指出，這種差異也可能是來(lái)自于其研究對(duì)象（世界級(jí)運(yùn)動(dòng)員）在訓(xùn)練中會(huì)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)上肢、軀干的力量練習(xí)[39]。但可以看出，優(yōu)秀的越野滑雪短距離運(yùn)動(dòng)員，瘦質(zhì)量特別是上肢和軀干的瘦質(zhì)量是決定運(yùn)動(dòng)成績(jī)的關(guān)鍵因素。因此，針對(duì)上肢和軀干的力量訓(xùn)練非常重要。增加上肢及軀干的質(zhì)量，尤其是瘦質(zhì)量可能是提高成績(jī)的有效方法[39]。除此之外，本文中的另一個(gè)發(fā)現(xiàn)是無(wú)論運(yùn)動(dòng)員使用何種滑雪技術(shù)，都有使用更長(zhǎng)的滑雪桿的趨勢(shì)。Nilsson等[22]的研究發(fā)現(xiàn)，更長(zhǎng)的滑雪桿會(huì)提供更大推進(jìn)沖量和更長(zhǎng)的推進(jìn)階段時(shí)長(zhǎng)。當(dāng)使用長(zhǎng)滑雪桿時(shí)，在高速滑階段縮短了上肢后擺的距離，使運(yùn)動(dòng)員獲得更快的速度。但是過(guò)長(zhǎng)的滑雪桿會(huì)造成低速滑階段滑雪桿著地過(guò)早，影響上肢前擺，進(jìn)而影響上肢和下肢的整體動(dòng)作協(xié)調(diào)。因此，在訓(xùn)練中使用長(zhǎng)滑雪桿需要考慮運(yùn)動(dòng)員的上肢力量、技術(shù)動(dòng)作等多方面因素，其與運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)之間的關(guān)系仍有待深入研究[39]。

表1 部分雪上項(xiàng)目世界級(jí)運(yùn)動(dòng)員年齡、身高、體重信息

2.3 青少年運(yùn)動(dòng)員的相對(duì)年齡效應(yīng)

圖2 瑞士高山滑雪項(xiàng)目選入和未選入國(guó)家隊(duì)青少年身高、體重信息

Figure 2. Height and Weight Difference between Selected and Unselected in Swiss Youth National Team

青少年選材是培養(yǎng)高水平運(yùn)動(dòng)員的關(guān)鍵一環(huán)。冬季項(xiàng)目成績(jī)優(yōu)異的國(guó)家（地區(qū)）都有專(zhuān)業(yè)的滑雪學(xué)校對(duì)有天賦的青少年運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行培訓(xùn)和選拔。奧地利Muller團(tuán)隊(duì)的多個(gè)研究中，受試者都來(lái)自于奧地利著名的青少年滑雪學(xué)校[19,25]。他們中的佼佼者最終很有可能成為未來(lái)的世界冠軍。正如有研究者指出的[24]，很多青少年在運(yùn)動(dòng)技術(shù)形成階段正處于身體的發(fā)育期，因此，他們更需要符合其年齡的訓(xùn)練方式和選拔標(biāo)準(zhǔn)，以保證真正有天賦的運(yùn)動(dòng)員被選拔出來(lái)。

圖2展示了瑞士高山滑雪項(xiàng)目被選入和未被選入國(guó)家隊(duì)青少年的身高、體重信息[8]。按照年齡分為U16/U18/U21 3組，可以看出，入選者的身高、體重基本都大于未選中者。說(shuō)明相同年齡的青少年體重和身高的優(yōu)勢(shì)可能會(huì)使其更容易被挑選入國(guó)家隊(duì)接受更好的早期訓(xùn)練。但需要注意的是，在很多按照年齡分組的項(xiàng)目中，出生日在1月的運(yùn)動(dòng)員比出生日在12月的運(yùn)動(dòng)員年長(zhǎng)近1歲。因此，在實(shí)際比賽中，相對(duì)年齡較大的運(yùn)動(dòng)員會(huì)更具競(jìng)賽優(yōu)勢(shì)。這種由于人為分組造成的年齡差別，進(jìn)而帶來(lái)成績(jī)差別的現(xiàn)象稱(chēng)為相對(duì)年齡效應(yīng)（relative age effect，RAE）[43]。在2012年[26]、2015年[16]、2016年[15]3年世界級(jí)高水平冬季項(xiàng)目比賽的追蹤研究中發(fā)現(xiàn)，相對(duì)年齡效應(yīng)不僅存在，且廣泛存在于青年運(yùn)動(dòng)員（14～19歲）以及少年運(yùn)動(dòng)員（12～15歲）中。在對(duì)2012年的第一屆青年冬季奧運(yùn)會(huì)參賽者的統(tǒng)計(jì)研究發(fā)現(xiàn)，參賽者的年齡分布不均，且年齡分布在1～3月的運(yùn)動(dòng)員表現(xiàn)出身高更高體重更大的身材優(yōu)勢(shì)[26]。因此，許多研究者認(rèn)為，相對(duì)年齡大的運(yùn)動(dòng)員因?yàn)樯聿母叽蟮脑蚨菀妆惶暨x出來(lái)。那么，是否身高、體重也是會(huì)加深相對(duì)年齡效應(yīng)的因素呢？Muller等[18]的研究表明，這種推測(cè)可能是正確的，至少在冬季項(xiàng)目中是存在的。因此，在實(shí)際選材中，建立更加科學(xué)的選材系統(tǒng)，將人體測(cè)量以及成熟度等因素都考慮在內(nèi)，才能保證選拔過(guò)程的公平以及不會(huì)遺漏有天賦的青少年運(yùn)動(dòng)員。

表2 越野滑雪類(lèi)項(xiàng)目世界級(jí)運(yùn)動(dòng)員脂肪質(zhì)量、瘦質(zhì)量、體脂率信息

注：瘦質(zhì)量（體重），指去除脂肪后的剩余質(zhì)量。

3 身體機(jī)能特征

Stanula等[37]根據(jù)各項(xiàng)的能量代謝特點(diǎn)、持續(xù)時(shí)間將冬奧會(huì)雪上項(xiàng)目按有氧、有氧-無(wú)氧、無(wú)氧糖酵解、無(wú)氧非乳酸4類(lèi)代謝類(lèi)型進(jìn)行歸納。表3顯示，除長(zhǎng)距離越野滑雪外，大部分冬季雪上項(xiàng)目為無(wú)氧代謝類(lèi)運(yùn)動(dòng)。

高山滑雪的競(jìng)速項(xiàng)目持續(xù)時(shí)間在45 s～2.5 min之間，無(wú)氧代謝在即刻能量供應(yīng)中占比很大[21]。Neumayr等[21]采用功率自行車(chē)遞增負(fù)荷測(cè)試（遞增負(fù)荷為每3 min增加50 W），連續(xù)3個(gè)賽季測(cè)試高水平運(yùn)動(dòng)員（男、女）的攝氧量、峰值輸出功率，探討最大輸出功率和運(yùn)動(dòng)成績(jī)之間的關(guān)系。作者認(rèn)為，雖然此項(xiàng)中無(wú)氧代謝在即刻供能中占比很大，但是有氧能力卻是提高競(jìng)技能力的關(guān)鍵因素[21]。前人研究和該研究都發(fā)現(xiàn)，有氧功率和運(yùn)動(dòng)員（男）世界排名之間存在緊密的聯(lián)系[21]。最終，作者得出結(jié)論：雖然影響高山滑雪運(yùn)動(dòng)員成績(jī)的生理因素是多種的，并互有交互作用，不能以一個(gè)因素來(lái)預(yù)測(cè)成績(jī)，但依據(jù)目前的研究結(jié)果，優(yōu)秀的有氧能力能提升高山滑雪項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的獲勝機(jī)率。

1998年單板滑雪成為冬奧會(huì)比賽項(xiàng)目。單板滑雪包含自由式、高山項(xiàng)目、障礙追逐等，其中，自由式屬技巧型項(xiàng)目，高山類(lèi)項(xiàng)目（平行大回轉(zhuǎn)、平行回轉(zhuǎn)）和障礙追逐屬于競(jìng)速類(lèi)項(xiàng)目[42]。競(jìng)速類(lèi)項(xiàng)目需要消耗大量能量將身體姿態(tài)進(jìn)行周期性的調(diào)整并形成流線(xiàn)型，并在比賽中能夠完成急轉(zhuǎn)回旋等動(dòng)作[42]。Vernillo等[42]的研究對(duì)比了意大利滑雪國(guó)家隊(duì)高山類(lèi)項(xiàng)目（平行大回轉(zhuǎn)、平行回轉(zhuǎn)）和障礙追逐類(lèi)項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的生理數(shù)據(jù)（表4），通過(guò)分析作者認(rèn)為，輸出功率比通氣率更能影響運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。由此可見(jiàn)，最大攝氧量似乎并不影響單板項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。單板滑雪教練員也提出，有氧能力更適合用來(lái)判斷運(yùn)動(dòng)員體能恢復(fù)而不是能量?jī)?chǔ)備能力[13,41]。

表3 雪上項(xiàng)目能量代謝類(lèi)型分類(lèi)[37]

表4 意大利單板滑雪國(guó)家隊(duì)高山項(xiàng)目和障礙追逐優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員（男子）最大攝氧量測(cè)試[42]

注：實(shí)驗(yàn)采用功率自行車(chē)遞增負(fù)荷測(cè)試，每3 min增加50 W，最大負(fù)荷100 W，持續(xù)時(shí)間約為8～12 min；第一通氣閾指肺通氣曲線(xiàn)的第一拐點(diǎn)，一般認(rèn)為此時(shí)供能方式發(fā)生改變，乳酸開(kāi)始產(chǎn)生；第二通氣閾指通氣曲線(xiàn)的第二拐點(diǎn)，約等同于無(wú)氧域，一般認(rèn)為此時(shí)乳酸開(kāi)始積累；最大輸出功率為攝氧量達(dá)到最大的30 s內(nèi)輸出功率的平均值。

表5 挪威世界級(jí)越野滑雪、北歐兩項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員最大攝氧量、亞極量測(cè)試結(jié)果

注：呼吸商峰值為呼出CO2與吸入O2體積之比的最大值；血乳酸恢復(fù)值為血乳酸峰值與測(cè)試結(jié)束10 min后血乳酸值之差；總效率為輸出功率占代謝速率百分比。

越野滑雪通常被認(rèn)為是對(duì)耐力要求較高的運(yùn)動(dòng)[31]。Sandbakk等[33]以挪威世界級(jí)越野滑雪短距離運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象，對(duì)比世界水平和國(guó)家隊(duì)水平運(yùn)動(dòng)員的生理學(xué)指標(biāo)。最大攝氧量測(cè)試采用遞增負(fù)荷測(cè)試，起始速度4.4 m/s，坡度5%，逐漸增加速度直至力竭。亞極量測(cè)試采用5 min測(cè)試，起始速度3.9 m/s，坡度5%。測(cè)試對(duì)象包括世界級(jí)運(yùn)動(dòng)員（包含3名世界冠軍）和國(guó)家級(jí)運(yùn)動(dòng)員（來(lái)自挪威國(guó)內(nèi)前20名），研究表明，世界級(jí)運(yùn)動(dòng)員在多個(gè)生理學(xué)指標(biāo)上都優(yōu)于國(guó)家級(jí)運(yùn)動(dòng)員（世界級(jí)運(yùn)動(dòng)員指標(biāo)具體值如表5所示）。Sandbakk等[34]的另一項(xiàng)研究對(duì)比了越野滑雪和北歐兩項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員的生理指標(biāo)（表5），作者指出，為了合理分配耐力、爆發(fā)力等各項(xiàng)技術(shù)能力，對(duì)北歐兩項(xiàng)選手的耐力訓(xùn)練約為越野滑雪專(zhuān)項(xiàng)選手的2/3。以上3項(xiàng)不同類(lèi)型的越野滑雪項(xiàng)目，對(duì)有氧能力和無(wú)氧能力的分配不同。因此，在實(shí)際的訓(xùn)練中需要區(qū)別對(duì)待，制定不同的訓(xùn)練計(jì)劃。挪威是世界越野滑雪強(qiáng)國(guó)，Sandbakk等的兩項(xiàng)研究涵蓋了挪威優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的數(shù)據(jù)，具有較大的參考價(jià)值。

圖3 越野滑雪短距離和800 m、1 500 m最大攝氧量及血乳酸值

Figure 3. Maximum Oxygen Uptake and Blood Lactic Acid of Cross-Country Sprint Athletes and 800 m, 1 500 m Athletes

注：越野滑雪短距離最大攝氧量測(cè)試采用跑臺(tái)遞增負(fù)荷實(shí)驗(yàn)，起始速度4.4 m/s，坡度5%。

越野滑雪短距離項(xiàng)目總長(zhǎng)1 200～1 800 m，耗時(shí)2～3 min，主要為無(wú)氧糖酵解供能。它需要運(yùn)動(dòng)員快速加速并保持高速完成比賽，因此，和傳統(tǒng)的長(zhǎng)距離越野項(xiàng)目略有不同。圖3為越野滑雪短距離運(yùn)動(dòng)員[33]和800 m、1 500 m運(yùn)動(dòng)員最大攝氧量[36]、血乳酸值[1]。由于運(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng)和代謝方式相似，兩個(gè)項(xiàng)目存在跨項(xiàng)的可能性。短距離越野滑雪和中距離跑（800 m、 1 500 m）運(yùn)動(dòng)員的最大攝氧量和血乳酸峰值數(shù)值比較相近。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，中距離跑（800 m、1 500 m）運(yùn)動(dòng)員的身高范圍在175～189 cm[36]，和越野滑雪短距離項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員184 cm[33]的平均身高有一致性。但800 m和1 500 m運(yùn)動(dòng)員的體重（平均體重66 kg）[36]小于越野滑雪短距離項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員（平均體重83 kg）[33]。

4 身體素質(zhì)特征

很多冬季雪上項(xiàng)目對(duì)運(yùn)動(dòng)員的力量要求很高，尤其是下肢力量。強(qiáng)大的力量可以產(chǎn)生更大的推進(jìn)力及加速度。等速肌力、縱跳（SJ、CMJ）、跳箱測(cè)試等都是常用的評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員下肢力量的方法。

在Neumay等[21]對(duì)奧地利國(guó)家隊(duì)高山滑雪4個(gè)項(xiàng)目（速降、超級(jí)大回轉(zhuǎn)、大回轉(zhuǎn)、障礙滑雪）運(yùn)動(dòng)員連續(xù)3個(gè)賽季（1997-2000）的追蹤研究中發(fā)現(xiàn)，3個(gè)賽季中奧地利國(guó)家滑雪隊(duì)獲得世界大賽前3名的人數(shù)逐年增加，但3個(gè)賽季內(nèi)，運(yùn)動(dòng)員下肢膝關(guān)節(jié)屈伸肌峰值力矩（240°/s）卻沒(méi)有增加的趨勢(shì)（圖4）。雖然女運(yùn)動(dòng)員的峰值力矩略微增加，但是分析發(fā)現(xiàn)其和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)之間相關(guān)性并不高[21]。由此推測(cè)，在這些項(xiàng)目中，成績(jī)提高的關(guān)鍵原因可能不在于絕對(duì)肌力的增加。

在一項(xiàng)對(duì)美國(guó)滑雪隊(duì)的研究中[9]，對(duì)比高山滑雪和越野滑雪運(yùn)動(dòng)員的縱跳能力（圖5）發(fā)現(xiàn)，高山滑雪運(yùn)動(dòng)員的縱跳能力更強(qiáng)。Vernilo等[42]對(duì)意大利國(guó)家單板滑雪隊(duì)運(yùn)動(dòng)員的測(cè)試中也發(fā)現(xiàn)，高山項(xiàng)目（平行大回環(huán)、平行回環(huán)）運(yùn)動(dòng)員的下肢肌力、爆發(fā)力更優(yōu)秀（表6）。

圖4 奧地利高山滑雪國(guó)家隊(duì)男、女運(yùn)動(dòng)員膝關(guān)節(jié)做功及力矩

Figure 4. Peak Torque and Work for Knee in Austria Alpine Skiing National Team

圖5 美國(guó)高山滑雪和越野滑雪運(yùn)動(dòng)員縱跳做功情況

Figure 5. Vertical Jump Work of Alpine Skiing and Cross-Country Skiing Athletes in U.S.

根據(jù)以上研究，下肢爆發(fā)力應(yīng)該作為高山滑雪項(xiàng)目青少年選材的重點(diǎn)考慮因素。Gorski等[8]的研究中，對(duì)瑞士高山滑雪青少年運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)能力測(cè)試，對(duì)比選入國(guó)家隊(duì)和未入選者發(fā)現(xiàn)，彈跳能力（雙腿5次跳、立定跳遠(yuǎn)、跳箱）入選者要優(yōu)于未入選者（表7）。這也印證了青少年高山滑雪項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的選拔中，下肢力量的綜合評(píng)估（絕對(duì)力量、爆發(fā)力、耐力等）十分重要。在奧地利的青少年滑雪學(xué)校中，有著針對(duì)不同年齡段、不同運(yùn)動(dòng)水平及成年人的運(yùn)動(dòng)能力測(cè)試方案[27]，其中包括敏捷性、平衡能力、下肢肌力、下肢爆發(fā)力、有氧能力、無(wú)氧能力等多項(xiàng)內(nèi)容。這些選拔及評(píng)估測(cè)試方案對(duì)我國(guó)青少年運(yùn)動(dòng)員的選拔和培養(yǎng)有著一定的借鑒意義。

表6 意大利單板滑雪國(guó)家隊(duì)隊(duì)員下肢肌力及爆發(fā)力

表7 瑞士不同年齡青少年高山滑雪運(yùn)動(dòng)員（入選和未入選國(guó)家隊(duì)）彈跳能力數(shù)據(jù)[8]

5 損傷分布特征

傷病是限制運(yùn)動(dòng)員成績(jī)提升和運(yùn)動(dòng)能力的一大因素。兩篇關(guān)于2010年[4]和2014[35]年連續(xù)兩屆冬奧會(huì)運(yùn)動(dòng)員損傷情況的調(diào)查研究，對(duì)世界高水平運(yùn)動(dòng)員的大賽損傷進(jìn)行了總結(jié)。2010年溫哥華冬奧會(huì)損傷發(fā)生率為11%，其中，雪車(chē)、高山滑雪、自由式滑雪以及單板障礙追逐損傷率較高，越野滑雪、冬季兩項(xiàng)、北歐兩項(xiàng)的損傷率較低。2014年索契冬奧會(huì)中，落地沖擊是帶來(lái)?yè)p傷的最主要原因，比例達(dá)到25%。越野滑雪、單板障礙滑雪、單板U型場(chǎng)地技巧、雙板U型場(chǎng)地技巧、單板大回環(huán)、自由式滑雪雪上技巧等都是易發(fā)生快速落地沖擊的項(xiàng)目。常發(fā)的損傷有韌帶撕裂、骨折、外傷血腫等。另外，訓(xùn)練中發(fā)生的損傷通常比比賽中更多、更嚴(yán)重，有些運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練損傷未恢復(fù)也是大賽失利的一大原因，因此，需要特別關(guān)注隨時(shí)監(jiān)控[35]。不同雪上項(xiàng)目的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，單板滑雪、自由式滑雪、高山滑雪的損傷風(fēng)險(xiǎn)較大（圖6）[6]，作者分析是由于這些項(xiàng)目需要運(yùn)動(dòng)員高速滑行或跳躍，且保護(hù)較少，故而易受傷。

表8展示了各類(lèi)型損傷發(fā)生率[6]，關(guān)節(jié)和韌帶的損傷占比近半數(shù)，其中又以膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶表現(xiàn)最為嚴(yán)重。不難推測(cè)，快速跳躍和高沖擊力大大增加了膝關(guān)節(jié)負(fù)荷，使膝關(guān)節(jié)成為最易損傷的部位。圖7中身體部位損傷率也表明了這一點(diǎn)。除越野滑雪外，其余項(xiàng)目膝關(guān)節(jié)損傷率均居于首位[6]。

圖6 各雪上項(xiàng)目每賽季每百人損傷率

Figure 6. Injury Rate (per season) of Skiing Events

表8 雪上項(xiàng)目不同損傷類(lèi)型發(fā)生率[6]

圖7 雪上項(xiàng)目損傷常發(fā)部位損傷率

Figure 7. Injury Rate of Different Parts in Skiing Events

圖7中[6]，越野滑雪和其他項(xiàng)目損傷分布有所不同，其損傷更容易發(fā)生在下背部及肩部。這可能是由于越野滑雪為非高沖擊類(lèi)項(xiàng)目，但距離較長(zhǎng)。相比之下更容易因疲勞而發(fā)生下背部、肩部的過(guò)用型損傷。高山滑雪、技巧類(lèi)（自由式滑雪、單板滑雪、跳臺(tái)滑雪）等項(xiàng)目由于存在高速落地沖擊，膝關(guān)節(jié)損傷率更高。

常用的人體測(cè)量學(xué)指標(biāo)中，體重和體脂率（上肢、下肢、軀干）和運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)相關(guān)程度更高。在前人研究中，此兩項(xiàng)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)的使用頻率較高。身體機(jī)能方面，最大攝氧量、峰值功率以及最大心率在多數(shù)研究中使用較多，可作為描述冠軍模型代謝能力的指標(biāo)。專(zhuān)項(xiàng)素質(zhì)方面，主要關(guān)注運(yùn)動(dòng)員的下肢力量，包括絕對(duì)肌力和爆發(fā)力。這是由于大部分的冬季雪上項(xiàng)目都需要較大的蹬地沖量而獲得較大的起跳速度?？v跳能力是一種簡(jiǎn)單易行且直觀的測(cè)試手段，常采用的縱跳類(lèi)型包括下蹲跳（squat jump）和下蹲反跳（count movement jump）。因此，建議將體重、體脂率、最大攝氧量、峰值功率、縱跳高度作為描述冬季雪上項(xiàng)目冠軍模型身體形態(tài)、機(jī)能及素質(zhì)3個(gè)方面的重點(diǎn)指標(biāo)加以分析。針對(duì)不同項(xiàng)目的單項(xiàng)冠軍模型，可據(jù)此進(jìn)一步分析整理，使模型更具有專(zhuān)項(xiàng)特征。

6 結(jié)語(yǔ)

綜合以上針對(duì)世界級(jí)頂尖運(yùn)動(dòng)員的研究表明，以無(wú)氧代謝為主的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，如短距離越野滑雪、高山滑雪、北歐兩項(xiàng)、跳臺(tái)滑雪等，身材比較壯碩（身高體重比較大）的運(yùn)動(dòng)員更具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。越野滑雪運(yùn)動(dòng)員體脂率較低。相較于下肢瘦質(zhì)量，上肢和軀干的瘦質(zhì)量是決定運(yùn)動(dòng)成績(jī)的關(guān)鍵因素。雖然高山滑雪是以無(wú)氧糖酵解為主的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，有氧代謝能力的提高可以增加運(yùn)動(dòng)員的獲勝機(jī)率；輸出功率能更好的反映單板滑雪運(yùn)動(dòng)員的競(jìng)技能力，有氧能力主要是用來(lái)評(píng)判其體能恢復(fù)情況而并非能量?jī)?chǔ)備。基于競(jìng)賽時(shí)間的長(zhǎng)短，短距離越野滑雪的供能特點(diǎn)和田徑中的800 m、1 500 m中長(zhǎng)跑代謝特點(diǎn)較相似，可考慮進(jìn)行跨項(xiàng)目選材。高山滑雪項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的下肢爆發(fā)力較強(qiáng)，絕對(duì)力量訓(xùn)練、下肢爆發(fā)力和力量耐力的訓(xùn)練需合理分配。

[1] ARCELLI E, BIANCHI A, TEBALDINI J,. Energy product-ion in the 800 m [M]// New Studies in Athletics, 2012.

[2] BAYIOS I, BERGELES N, APOSTOLIDIS N,. Anthropom-etric, body composition and somatotype differences of Greek elite female basketball, volleyball and handball players [J]. J Sports Med Phys Fitness, 2006, 46(2): 271-280.

[3] CARLSSON M, CARLSSON T, HAMMARSTR?M D,. Prediction of race performance of elite cross-country skiers by lean mass [J]. Int J Sports Physiol Perform, 2014, 9(6):1040-1045.

[4] ENGEBRETSEN L, STEFFEN K, ALONSO J M,. Sports injuries and illnesses during the Winter Olympic Games 2010 [J]. Br J Sports Med, 2010, 44(11): 772-780.

[5] FASEL B, SP?RRI J, GILGIEN M,. Three-dimensional body and centre of mass kinematics in alpine ski racing using differential GNSS and inertial sensors [J]. Remote Sens, 2016, 8(8): 671.

[6] FLORENES T W, NORDSLETTEN L, HEIR S,. Injuries among World Cup ski and snowboard athletes [J]. Scand J Med Sci Sports, 2012, 22(1): 58-66.

[7] GABBETT T, GEORGIEFF B. Physiological and anthropometric characteristics of Australian junior national, state, and novice volleyball players [J]. J Strength Cond Res, 2007, 21(3): 902-908.

[8] GORSKI T, ROSSER T, HOPPELER H,. An anthropometric and physical profile of young Swiss alpine skiers between 2004 and 2011 [J]. Int J Sports Physiol Perform, 2014, 9(1): 108-116.

[9] HAYMES E, DICKINSON A. Characteristics of elite male and female ski racers [J]. Med Sci Sports Exerc, 1980, 12(3): 153-158.

[10] HILDEBRANDT C, MüLLER L, HEISSE C,. Trunk strength characteristics of elite alpine skiers - a comparison with physically active controls [J]. J Hum Kinet, 2017, 57(1): 51.

[11] HIROSE K, DOKI H, KONDO A. Dynamic motion analysis of snowboard turns by the measurement of motion and reaction force from snow surface [J]. Procedia Eng, 2012, 34:754-759.

[12] LARSSON P, HENRIKSSON-LARSéN K. Body composition and performance in cross-country skiing [J]. Int J Sports Med, 2008, 29(12): 971-975.

[13] MAFFIULETTI N A, IMPELLIZZERI F, RAMPININI E,. Is aerobic power really critical for success in alpine skiing? [J]. Int J Sports Med, 2006, 27(2): 166.

[14] MEYER N L, SHAW J M, MANORE M M,. Bone mineral density of Olympic-level female winter sport athletes [J]. Med Sci Sports Exerc, 2004, 36(9): 1594-1601.

[15] MüLLER L, HILDEBRANDT C, RASCHNER C. The role of a relative age effect in the 7th International Children’s Winter Games 2016 and the influence of biological maturity status on selection [J]. J Sports Sci Med, 2017, 16(2): 195.

[16] MüLLER L, HILDEBRANDT C, SCHNITZER M,. The role of a relative age effect in the 12th Winter European Youth Olympic Festival in 2015 [J]. Percept Mot Skills, 2016, 122(2): 701-718.

[17] MüLLER L, MüLLER E, HILDEBRANDT C,. The assessment of biological maturation for talent selection - which method can be used? [J]. Sportverletz Sportsc, 2015, 29(1): 56-63.

[18] MüLLER L, MULLER E, HILDEBRANDT C,. Influential factors on the relative age effect in Alpine ski racing [J]. PLoS one, 2015, 10(8): e0134744.

[19] MüLLER L, MüLLER E, KORNEXL E,. The relationship between physical motor skills, gender and relative age effects in young Austrian Alpine ski racers [J]. Int J Sports Sci Coach, 2015, 10(1): 69-86.

[20] MüLLER L, MüLLER E, RASCHNER C. The relative age effect in Alpine ski racing: A review [J]. Talent Dev Excell, 2016, 8(1): 3-14.

[21] NEUMAYR G, HOERTNAGL H, PFISTER R,. Physical and physiological factors associated with success in professional alpine skiing [J]. Int J Sports Med, 2003, 24(8): 571-575.

[22] NILSSON J, JAKOBSEN V, TVEIT P,. Pole length and ground reaction forces during maximal double poling in skiing [J]. Sports Biomech, 2003, 2(2): 227-236.

[23] ORVANOVá E. Physical structure of winter sports athletes [J]. J Sports Sci, 1987, 5(3): 197-248.

[24] PRAAGH E V. Young people and physical activity[C]// Young People and Exercise, 1998.

[25] RASCHNER C, HILDEBRANDT C, MOHR J,. Sex differences in balance among Alpine ski racers: Cross-sectional age comparisons [J]. Percept Mot Skills, 2017, 124(6): 1134-1150.

[26] RASCHNER C, MüLLER L, HILDEBRANDT C. The role of a relative age effect in the first winter Youth Olympic Games in 2012 [J]. Br J Sports Med, 2012, 46(15): 1038-1043.

[27] RASCHNER C, MüLLER L, PATTERSON C,. Current performance testing trends in junior and elite Austrian alpine ski, snowboard and ski cross racers [J]. Sports Orthop Traumatol, 2013, 29(3): 193-202.

[28] RASDAL V, FUDEL R, KOCBACH J,. Association between laboratory capacities and world-cup performance in Nordic combined [J]. PLoS one, 2017, 12(6): e0180388.

[29] REILLY T, BANGSBO J, FRANKS A. Anthropometric and physiological predispositions for elite soccer [J]. J Sports Sci, 2000, 18(9): 669-683.

[30] ?STER?S S, WELDE B, DANIELSEN J,. The contribution of upper-body strength, body composition and maximal oxygen uptake to predict double poling power and overall performance in female cross-country skiers [J]. J Strength Cond Res, 2016, 30(9): 2557.

[31] SALTIN. The Physiology of Competitive Cross-Country Skiing Across a Four-Decade Perspective; with a Note on Training Induced Adaptations and Role of Training at Medium Altitude [M], 1997.

[32] SANDBAKK O, HEGGE A M, LOSNEGARD T,. The physiological capacity of the world's highest ranked female cross-country skiers [J]. Med Sci Sports Exerc, 2016, 48(6): 1091-1100.

[33] SANDBAKK O, HOLMBERG H C, LEIRDAL S,. The physiology of world-class sprint skiers [J]. Scand J Med Sci Sports, 2011, 21(6): e9-16.

[34] SANDBAKK O, RASDAL V, BRATEN S,. How do world-class Nordic combined athletes differ from specialized cross-country skiers and ski jumpers in sport-specific capacity and training characteristics? [J]. Int J Sports Physiol Perform, 2016, 11(7): 899-906.

[35] SOLIGARD T, STEFFEN K, PALMER-GREEN D,. Sports injuries and illnesses in the Sochi 2014 Olympic Winter Games [J]. Br J Sports Med, 2015, 49(7): 441-447.

[36] SPENCER M R, GASTIN P B. Energy system contribution during 200- to 1500-m running in highly trained athletes [J]. Med Sci Sports Exerc, 2001, 33(1): 157-162.

[37] STANULA A, ROCZNIOK R, GABRYS T,. Relations betw-een BMI, body mass and height, and sports competence among participants of the 2010 Winter Olympic Games: does sport metabolic demand differentiate? [J]. Percept Mot Skills, 2013, 117(3): 837-854.

[38] STOGGL R, MULLER E, STOGGL T. Motor abilities and anthropometrics in youth cross-country skiing [J]. Scand J Med Sci Sports, 2015, 25(1): e70-81.

[39] STOGGL T, ENQVIST J, MULLER E,. Relationships between body composition, body dimensions, and peak speed in cross-country sprint skiing [J]. J Sports Sci, 2010, 28(2): 161-169.

[40] TONNESSEN E, HAUGEN T A, HEM E,. Maximal aerobic capacity in the winter-Olympics endurance disciplines: Olympic-medal benchmarks for the time period 1990-2013 [J]. Int J Sports Physiol Perform, 2015, 10(7): 835-839.

[41] TURNBULL J R, KILDING A E, KEOGH J W L. Physiology of alpine skiing [J]. Scand J Med Sci Sports, 2009, 19(2): 146.

[42] VERNILLO G, PISONI C, THIEBAT G. Physiological characteri -stics of elite snowboarders [J]. J Sports Med Phys Fitness, 2016, 56(5): 527-533.

[43] WATTIE N, SCHORER J, BAKER J. The relative age effect in sport: A developmental systems model [J]. Sports Med, 2015, 45(1): 83-94.

Building A Champion Model Based on Anthropometry, Physical Function and Condition Characteristics of World-Class Athletes in Snow Sports

ZHUANG Wei, SHAO En, ZHU Zhi-qiang, FU Wei-jie, LIU Yu

Shanghai University of Sport, Shanghai 200438, China.

Based on the previous researches, a champion model of word-class athletes in snow sports was built within four aspects, including anthropometry, physical function, physical condition and injuries. It can provide suggestions for the athletes selection and training in our country. To sum up, in anaerobic events, such as Cross-Country Sprint, Alpine Skiing,Nordic Combined, Ski Jumping, athletes with huge body have competitive advantages. Greater lean mass, especially greater lean mass of upper limbs and trunk, is the key factor to determine the performance in Cross-Country Skiing. The main metabolic type of Cross-Country Skiing is aerobic. By contrast, anaerobic capacity is more crucial in Cross-Country Sprint and Nordic Combined. According to the performance, Cross-Country Sprint is similar to 800m and 1500m racing in track and field. Therefore, it may be effective to select these athletes to participate in Cross-Country Sprint. Alpine Skiing athletes have strong muscle power of lower limbs. The training and test protocols applied in top countries of winter sports can be used as a reference for training and selection of adolescent athletes in our country.

G808.18

A

1000-677X(2018)10-0080-09

10.16469/j.css.201810009

2018-04-23；

2018-10-03

科技冬奧國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2018YFF0300500); 研究生境外訪學(xué)資助項(xiàng)目上海體育學(xué)院項(xiàng)目(stfx20160105)。

莊薇,女,在讀博士研究生,主要研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)生物力學(xué), E-mail: weizhuangsus@163.com。