趙鳳雛，王金之，黃強(qiáng)年，金 洋，馮 煊

前言

對(duì)于專業(yè)人員，包括軍人、消防員和特警。負(fù)重是完成日常任務(wù)的基本要求。士兵需要背負(fù)滿載的背囊，穿著個(gè)人防護(hù)裝備(頭盔和防彈衣)，同時(shí)還需要攜帶著各種作戰(zhàn)武器[1,2]。消防人員則需要攜帶自給式呼吸器(SCBA)和穿著個(gè)人防護(hù)裝備，同時(shí)為了應(yīng)付各種救援環(huán)境，還需要手持各種工具，如消防水管、擴(kuò)張器等[3]。特警在執(zhí)行任務(wù)時(shí)需穿戴防彈背心和頭盔等護(hù)具，并且還需要裝配槍支和防暴盾牌等裝備[4]。而研究表明，那些經(jīng)驗(yàn)豐富，能力優(yōu)秀的專業(yè)人員，在完成任務(wù)時(shí)，負(fù)重量較其他人大[5-13]。在第一次世界大戰(zhàn)中，美國(guó)和澳大利亞軍人平均負(fù)重30～40kg[11]。在阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)中，士兵平均負(fù)重44～48kg[11,14]。面對(duì)不可預(yù)知的敵人和環(huán)境，這些負(fù)重物資能有效地降低任務(wù)對(duì)自身的傷害[11,14]，但負(fù)重也會(huì)對(duì)士兵們的移動(dòng)能力造成影響。士兵們的移動(dòng)能力對(duì)任務(wù)的完成起著決定性作用[15]，對(duì)于軍人而言，移動(dòng)能力的降低可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)戰(zhàn)術(shù)的改變，進(jìn)而影響整個(gè)任務(wù)的完成情況[16-19]。并可能會(huì)使士兵們?cè)谡麄€(gè)任務(wù)過(guò)程中遭受傷害和死亡的可能性顯著增加[20]。對(duì)于消防員來(lái)說(shuō)，負(fù)重會(huì)使他們的手部和膝部活動(dòng)受到限制[14]，降低完成任務(wù)的效率，造成時(shí)間的浪費(fèi)。對(duì)于警察而言，負(fù)重一樣會(huì)影響追捕罪犯的能力[21]。同樣的，負(fù)重也可以降低任務(wù)所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)[22]。

1 研究方法

首先在每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中搜索關(guān)鍵詞，獲得相關(guān)文章。其中表1描述了數(shù)據(jù)庫(kù)和搜索的關(guān)鍵詞；其次，根據(jù)所得文章的參考文獻(xiàn)來(lái)獲得更多的相關(guān)文章；最后，查找相關(guān)領(lǐng)域的研究人員，并向他們獲取額外的文獻(xiàn)資料。通過(guò)刪除重復(fù)的文獻(xiàn)后，還需要經(jīng)過(guò)以下幾項(xiàng)篩選：1.文獻(xiàn)資料均為英文，2.文章發(fā)表在1900年或后出版，3.文獻(xiàn)涉及外部負(fù)重并且研究對(duì)象為人，4.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)考慮到負(fù)重對(duì)人移動(dòng)能力的影響。在本文中，移動(dòng)能力定義為一個(gè)人在一條直線上或者多個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)或者跨越障礙物的能力。

表1 文獻(xiàn)檢索及篩選細(xì)節(jié)

2 結(jié)果與討論

2.1 文獻(xiàn)分析

通過(guò)上述篩選后，共獲得172篇文獻(xiàn)。其中有7篇是通過(guò)第二步獲得，另有5篇?jiǎng)t通過(guò)第三步獲得。

文獻(xiàn)中的研究對(duì)象包括男性的[23-27]、女性[28]、男性和女性[29-31]；以及不同職業(yè)，如現(xiàn)役軍人[29]，步兵[24]，特種部隊(duì)[23-26]，非戰(zhàn)斗人員[30,31]，以及消防人員[2,3]。所有的文獻(xiàn)都清楚地描述了任務(wù)和負(fù)重的具體要求。其中負(fù)荷的類型各不相同，包括戰(zhàn)術(shù)用品和防彈衣[29,35]，裝載額外的背包或槍械[23-26]，以及消防和其他個(gè)人防護(hù)用品[3,27]。文獻(xiàn)中的負(fù)重量從5.5kg到61kg之間。大多數(shù)文獻(xiàn)都通過(guò)測(cè)量一些運(yùn)動(dòng)成績(jī)來(lái)評(píng)定負(fù)重對(duì)有氧能力[23-25]和無(wú)氧能力[26,27]的影響。有氧測(cè)試包括3.2km[28]、10km[30]和20km[23]和跑臺(tái)的最大攝氧量測(cè)試[29]。無(wú)氧測(cè)試包括30m沖刺[31]、上下肢的無(wú)氧功率機(jī)[29]，以及越野障礙跑[26]。其中針對(duì)障礙的設(shè)置基本相似。結(jié)果都表明隨著負(fù)重量的增加，身體的移動(dòng)受到影響，移動(dòng)能力有下降。負(fù)重量的增加可能會(huì)減少雙腳離地騰空的時(shí)間，從而影響其運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)[23-34]。

2.2 負(fù)重對(duì)長(zhǎng)距離移動(dòng)能力的影響

在歷次戰(zhàn)爭(zhēng)中，軍隊(duì)都注意到單兵負(fù)重量需要減少的問(wèn)題[18,19]。通過(guò)適當(dāng)?shù)臏p少他們的負(fù)重量以增加他們的移動(dòng)能力。從本研究中的文獻(xiàn)來(lái)看，裝甲車的確可以極大地幫助士兵們減少負(fù)重量在士兵們長(zhǎng)距離行進(jìn)過(guò)程中產(chǎn)生的影響，從而可以高效地完成任務(wù)。研究表明，士兵在限定的時(shí)間和距離中，隨著負(fù)重量的增加，完成途中障礙的能力會(huì)受到影響[31]。在這些研究中，負(fù)重量從5.5kg到61kg[26]，距離從30m[31]到20km[24,26]不等。Knapil[26]等人在研究中發(fā)現(xiàn)士兵們?cè)谪?fù)重61kg行軍20km時(shí)，相比負(fù)重34kg，用時(shí)增加了37%。其原因可能是隨著負(fù)重量的增加，相關(guān)代謝也隨之增加。因此，負(fù)重量可能是一個(gè)影響因素[8]。在Pandorf[28]等研究中，女性參與者在完成3.2km的任務(wù)中，負(fù)重量從14kg增加至27kg，時(shí)間增加了19%，增加至41kg時(shí)，時(shí)間增加了44%。同樣的，Harper[30]等人研究中，男性和女性在完成10km的任務(wù)上，負(fù)重量從18kg增加至27kg，時(shí)間增加了34%，增加至36kg時(shí)，時(shí)間增加了23%。并且在分析了數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，36kg負(fù)重相比于18kg或27kg，參與者需要花更多的時(shí)間去適應(yīng)負(fù)重。這些結(jié)果都表明隨著負(fù)重量的增加，由于其他因素的相互作用，大重量后相比一定重量范圍內(nèi)可能會(huì)使長(zhǎng)距離移動(dòng)能力的下降更為明顯。

2.3 負(fù)重對(duì)短距離移動(dòng)能力的影響

Pandorf[28]等發(fā)現(xiàn)當(dāng)負(fù)重量從14kg到27kg后，完成4組間距2.1m的跨欄障礙，速度降低了25%。其通過(guò)障礙的時(shí)間增加了47%。另外，負(fù)重除了對(duì)速度有影響外，對(duì)完成障礙的能力也有影響[28]。其中有研究人員讓參與者需要通過(guò)一個(gè)137cm的矮墻，在負(fù)重14kg的情況下有55%的人可以完成任務(wù)，而在負(fù)重27kg后只有27%的人可以通過(guò)。Ricciardi[32]等人的研究同樣發(fā)現(xiàn)當(dāng)參與者在穿著個(gè)人防護(hù)裝備(10kg)后，他們的力量素質(zhì)有所降低。他們的研究結(jié)果均顯示，在穿著個(gè)人防護(hù)裝備后，男性的引體向上成績(jī)和女性的懸吊能力均下降超過(guò)60%。Park[27]等人利用障礙物來(lái)模擬消防隊(duì)員滅火的場(chǎng)景。他發(fā)現(xiàn)在負(fù)重9.1kg后，42%的參與者會(huì)至少一次的踩到30cm高的障礙物，如果面對(duì)真實(shí)的場(chǎng)景，將會(huì)給他們?cè)斐蓸O大傷害。

2.4 負(fù)重物大小和負(fù)重方式對(duì)移動(dòng)能力的影響

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，負(fù)重物尺寸的大小也是對(duì)身體活動(dòng)造成影響的重要因素之一。兩項(xiàng)研究表明[27,28]，在改變負(fù)重物的大小后，參與者們通過(guò)障礙的能力有顯著變化。Pandorf[28]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)參與者們負(fù)重從14kg到27kg去完成一個(gè)3.7m的爬行測(cè)試時(shí)，所消耗的時(shí)間時(shí)成倍的變化。他們認(rèn)為負(fù)重量的增加引起了負(fù)重物尺寸的增加，從而限制了爬行時(shí)身體的活動(dòng)區(qū)域，進(jìn)而影響了爬行的技術(shù)動(dòng)作，導(dǎo)致了時(shí)間的成倍變化。然而Park[27]的研究結(jié)果卻與之相反。在其研究中，它讓參與者攜帶大小不同的箱子(兩個(gè)鐘5.1kg和兩個(gè)鐘9.1kg)去完成障礙。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，盡管隨著重量的改變，完成障礙的時(shí)間增長(zhǎng)了，但是負(fù)重物大小對(duì)其并無(wú)影響。其中值得深思的是Park的試驗(yàn)中，障礙僅僅是臺(tái)階障礙，并且負(fù)重量最大僅為9.1kg，障礙的種類和負(fù)重量大小同尺寸相關(guān)因素的變化研究還需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證。同時(shí)也有國(guó)內(nèi)研究非對(duì)稱負(fù)重對(duì)移動(dòng)能力的影響，發(fā)現(xiàn)在一定重量范圍內(nèi)，非對(duì)稱負(fù)重對(duì)整體移動(dòng)能力影響并無(wú)明顯影響[33-36]。并且選擇特定訓(xùn)練方式與特定職業(yè)所需要生理性的要求相適應(yīng)，有利于運(yùn)動(dòng)能力的提高[37-41]。

3 總結(jié)

研究表明，負(fù)重對(duì)專業(yè)人員執(zhí)行有氧或無(wú)氧任務(wù)產(chǎn)生負(fù)面影響，對(duì)移動(dòng)能力影響程度受到負(fù)重量和負(fù)重尺寸大小兩個(gè)因素控制。軍人、消防隊(duì)員和警察在負(fù)重后可能會(huì)影響其移動(dòng)速度或通過(guò)障礙的能力，導(dǎo)致其職業(yè)風(fēng)險(xiǎn)增加。但在一定范圍內(nèi)，負(fù)重裝備又可以降低其職業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。因此，面對(duì)復(fù)雜且危險(xiǎn)的多種任務(wù)環(huán)境，我們必須考慮到負(fù)重會(huì)給專業(yè)人員帶來(lái)的影響，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)合理負(fù)重范圍，既能保證任務(wù)安全進(jìn)行，又能有效地減輕負(fù)重量去避免負(fù)重帶來(lái)的負(fù)面影響。選擇特定訓(xùn)練方式與特定職業(yè)所需要生理性的要求相適應(yīng),有利于運(yùn)動(dòng)能力的提高。