景晨

自第一屆奧運(yùn)會(huì)起，游泳就被列入奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)正式項(xiàng)目，是奧運(yùn)會(huì)中第二大項(xiàng)目，50 m至1 500 m游泳是國(guó)際游泳聯(lián)合會(huì)所界定的室內(nèi)游泳池游泳項(xiàng)目。游泳與走和跑有明顯不同，游泳需同時(shí)用臂或腿或臂腿結(jié)合進(jìn)行水平運(yùn)動(dòng)，即在流體介質(zhì)中利用其密度和黏度克服反向阻力形成“移動(dòng)支撐”。運(yùn)動(dòng)員需克服水面阻力依靠手、前臂劃水和腿部打水或蹬水獲得推進(jìn)力，其中手臂在水中的“流體反作用力”是產(chǎn)生推進(jìn)力的主要來源[1]。優(yōu)秀游泳運(yùn)動(dòng)員的身體形態(tài)與其高水平的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)相適應(yīng)，其所具備的理想特征為：身材高、手臂長(zhǎng)、手腳寬大、肩寬髖窄，軀干形態(tài)呈倒三角形。近年來，優(yōu)秀游泳運(yùn)動(dòng)員成材率不斷驗(yàn)證了身高、指距、體型指數(shù)等指標(biāo)的重要性，然而手足面積等作為二級(jí)指標(biāo)，其重要性被不斷質(zhì)疑。

“手腳寬大”是指手掌和腳掌長(zhǎng)而寬大，一般用手長(zhǎng)、手寬和足長(zhǎng)、足寬及其派生指標(biāo)手面積、足面積表示。隨著體育科研人員對(duì)選材和項(xiàng)目的認(rèn)識(shí)不斷提高，游泳運(yùn)動(dòng)員手足面積是否作為選材指標(biāo)之一仍未有定論。1992年，曾凡輝等將手面積指數(shù)列入的形態(tài)類中進(jìn)行非權(quán)重討論[2]；2011年，國(guó)家體育總局干部培訓(xùn)中心編寫的三線運(yùn)動(dòng)員選材表中未出現(xiàn)手足指標(biāo)[3]；2015年，沈勛章等將手面積Ⅰ列為二類基礎(chǔ)指標(biāo)，對(duì)足面積指數(shù)進(jìn)行評(píng)分不評(píng)價(jià)且評(píng)分不列入總分[4]。國(guó)內(nèi)外不同學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，游泳運(yùn)動(dòng)員手足指標(biāo)與運(yùn)動(dòng)成績(jī)呈不同程度相關(guān)，并論證了手、足寬且長(zhǎng)增大劃水和蹬水或打水時(shí)阻力面，有利于增大推進(jìn)力進(jìn)而提高游進(jìn)速度[5,6]。周大偉運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析法進(jìn)一步確認(rèn)手足面積與運(yùn)動(dòng)成績(jī)的關(guān)系[7]，而張明飛等則發(fā)現(xiàn)我國(guó)優(yōu)秀游泳運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)成績(jī)與手足面積呈弱負(fù)相關(guān)[8]。

不同學(xué)者對(duì)手足面積與運(yùn)動(dòng)成績(jī)的相關(guān)性仍存在分歧，有必要系統(tǒng)地開展手足面積表型與運(yùn)動(dòng)等級(jí)相關(guān)性研究。通過對(duì)不同等級(jí)游泳運(yùn)動(dòng)員手足長(zhǎng)度、寬度及衍生指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，尋求其與運(yùn)動(dòng)等級(jí)的相關(guān)性，為進(jìn)一步明確選材形態(tài)指標(biāo)中手、足面積表型的重要性提供理論依據(jù)。

1 研究方法

1.1 研究對(duì)象

受試者為來自上海區(qū)級(jí)游泳學(xué)校、上海市高校、上海市和浙江省專業(yè)隊(duì)的現(xiàn)役運(yùn)動(dòng)員334人，男子158人，平均年齡（18.6±2.7） 歲、女子 176 人，平均年齡（16.1±3.3）歲，運(yùn)動(dòng)等級(jí)頻數(shù)分布見表1。實(shí)驗(yàn)前向受試者詳細(xì)介紹整個(gè)測(cè)驗(yàn)過程，并由本人或監(jiān)護(hù)人簽訂知情同意書。本實(shí)驗(yàn)樣本包含了約95%的上海市和浙江省國(guó)際健將和健將級(jí)運(yùn)動(dòng)員，一級(jí)、二級(jí)和無等級(jí)非健將級(jí)運(yùn)動(dòng)員為隨機(jī)抽取。

表1 受試者運(yùn)動(dòng)等級(jí)分布情況（人）Table I Distribution of Subject's Athletic Level(Person)

不同專項(xiàng)和距離的游泳運(yùn)動(dòng)員手足面積無顯著性差異，因此分組是忽略專項(xiàng)和距離，僅按照運(yùn)動(dòng)等級(jí)分組[1,9,10]。根據(jù)兒童青少年身體形態(tài)發(fā)育的向心律，身體發(fā)育順序是自下而上、自肢體遠(yuǎn)端向中心軀干的規(guī)律性變化，最早開始突增且最早停止生長(zhǎng)，手的骨骺愈合也由遠(yuǎn)及近[11]。中國(guó)兒童掌指骨長(zhǎng)度變化規(guī)律顯示中國(guó)男女兒童掌指骨長(zhǎng)度的生長(zhǎng)與骨發(fā)育成熟和性成熟的規(guī)律一致，本研究以骨發(fā)育成熟的骨齡年齡為游泳運(yùn)動(dòng)員的最小年齡[12]。

1.2 測(cè)試方法

測(cè)量工具為CHN智能二代馬丁測(cè)量?jī)x，操作人員為經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的選材測(cè)試隊(duì)伍。從全部運(yùn)動(dòng)員中隨機(jī)抽取兩男兩女進(jìn)行復(fù)測(cè)，保證測(cè)試結(jié)果的可靠性。手長(zhǎng)、手寬、足長(zhǎng)、足寬測(cè)試結(jié)果以厘米（cm）為單位，保留一位小數(shù)，測(cè)試誤差不得超過0.2 cm。手面積、足面積計(jì)算結(jié)果以平方厘米（cm2）為單位，保留兩位小數(shù)。具體指標(biāo)的測(cè)試和計(jì)算方法如下。

手長(zhǎng)：橈、尺骨遠(yuǎn)端腕橫紋中點(diǎn)至中指指尖點(diǎn)（不含指甲）的直線距離。

手寬Ⅰ：橈側(cè)掌骨點(diǎn)和尺側(cè)掌骨點(diǎn)之間的直線距離。

足長(zhǎng)：足后跟點(diǎn)至最長(zhǎng)的足趾尖點(diǎn)之間的距離。

足寬：腳掌最寬處的直線距離。

手面積Ⅰ表型（指數(shù)）=手長(zhǎng)×手寬Ⅰ。

足面積表型（指數(shù)）=足長(zhǎng)×足寬。

運(yùn)動(dòng)等級(jí)：用運(yùn)動(dòng)技術(shù)等級(jí)表示，包括國(guó)際健將、健將、一級(jí)、二級(jí)、無級(jí)。每位受試者運(yùn)動(dòng)技術(shù)等級(jí)均可在國(guó)家體育總局運(yùn)動(dòng)員技術(shù)等級(jí)綜合查詢系統(tǒng)中查到。

1.3 統(tǒng)計(jì)方法

采用Microsoft Office Excel 2007對(duì)原始數(shù)據(jù)歸納整理，然后使用SPSS17.0 Spearman檢驗(yàn)不同運(yùn)動(dòng)技術(shù)等級(jí)的游泳運(yùn)動(dòng)員手足各指標(biāo)的相關(guān)性，使用One-Way ANOVA檢驗(yàn)數(shù)據(jù)齊性、不同性別健將及國(guó)際健將運(yùn)動(dòng)員手足表型指標(biāo)是否有顯著性差異，數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差形式表示。

2 結(jié)果

2.1 不同運(yùn)動(dòng)等級(jí)游泳運(yùn)動(dòng)員的手足面積表型

不同運(yùn)動(dòng)員技術(shù)等級(jí)游泳運(yùn)動(dòng)員的手足部面積表型如圖1、2、3所示，參考《奧運(yùn)項(xiàng)目教學(xué)訓(xùn)練大綱青少年選材育才研究》制定的標(biāo)準(zhǔn)，本研究女子國(guó)際健將手面積達(dá)優(yōu)秀，二級(jí)到健將達(dá)良好[4]。參考孫兵等根據(jù)2006年中國(guó)國(guó)家游泳隊(duì)集訓(xùn)運(yùn)動(dòng)員制定的形態(tài)模型，本研究男、女游泳運(yùn)動(dòng)員手面積表型均達(dá)3分標(biāo)準(zhǔn) （最高為5分），即國(guó)家隊(duì)中等水平運(yùn)動(dòng)員標(biāo)準(zhǔn)[13]。與我國(guó)國(guó)家隊(duì)男子1 500 m自由泳運(yùn)動(dòng)員相比，本實(shí)驗(yàn)國(guó)際健將和健將級(jí)運(yùn)動(dòng)員手面積表型明顯高于國(guó)家隊(duì)水平（170.81±10.30）、（164.53±12.31），國(guó)家隊(duì)隊(duì)員足面積表型與本實(shí)驗(yàn)對(duì)象基本相同（254.55±20.44）、（252.64±18.89）。 然而國(guó)家隊(duì)中短距離自由泳項(xiàng)目男子足面積表型高于本實(shí)驗(yàn)國(guó)際健將和健將（170.81±10.30）、（173.26±15.26）。 本實(shí)驗(yàn)不同等級(jí)運(yùn)動(dòng)員足長(zhǎng)與國(guó)家隊(duì)自由泳運(yùn)動(dòng)員足長(zhǎng)[14]基本一致（26.6±0.9）、（26.9±2.2）?？傮w來說，本研究的采樣人群具有一定代表性。

2.2 不同等級(jí)游泳運(yùn)動(dòng)員的手足面積表型的變化趨勢(shì)

從圖1、2、3可以明顯看出，隨運(yùn)動(dòng)等級(jí)提高，男、女游泳運(yùn)動(dòng)員手長(zhǎng)、手寬、手面積Ⅰ、足長(zhǎng)、足寬、足面積總體呈增大趨勢(shì)，其中男子手寬、女子手長(zhǎng)、手寬、手面積Ⅰ表現(xiàn)為緩慢增大。男子二級(jí)到一級(jí)、一級(jí)到健將、健將到國(guó)際健將的手長(zhǎng)、手面積Ⅰ和足長(zhǎng)表現(xiàn)為陡增、緩慢升高和降低趨勢(shì)。在國(guó)際健將以下，男子足面積表型隨運(yùn)動(dòng)等級(jí)增加而遞增，即健將及以上不再變化。相反，女子足寬在健將以下等級(jí)呈緩慢增加趨勢(shì)，健將至國(guó)際健將陡增。女子二級(jí)到一級(jí)、一級(jí)到健將、健將到國(guó)際健將的足長(zhǎng)和足面積表型的變化均表現(xiàn)為陡增、基本不變和陡增的變化趨勢(shì)。

圖1 不同等級(jí)游泳運(yùn)動(dòng)員手足的長(zhǎng)度指標(biāo)變化趨勢(shì)Figure 1 Trends of Changes in Hand Length and Foot Length of Swimmers from Different Athletic Levels

圖2 不同等級(jí)游泳運(yùn)動(dòng)員手足的寬度指標(biāo)變化趨勢(shì)Figure 2 Trends of Changes in Hand Width and Foot Width of Swimmers from Different Athletic Levels

圖3 不同等級(jí)游泳運(yùn)動(dòng)員手足面積指標(biāo)變化趨勢(shì)Figure 3 Trends of Changes in Hand and Foot Area of Swimmers from Different Athletic Levels

2.3 游泳運(yùn)動(dòng)員的手足面積表型和運(yùn)動(dòng)等級(jí)的關(guān)系

根據(jù)相關(guān)系數(shù)的定義可知，當(dāng)相關(guān)系數(shù)（Correlation Coefficient，CC）小于0.3時(shí)，表示因變量與自變量之間無直線相關(guān)；當(dāng)CC在[0.3,0.5)區(qū)間內(nèi)時(shí)，兩者呈低度直線相關(guān)；當(dāng)CC在[0.5,0.8)區(qū)間內(nèi)時(shí)，兩者呈中度直線相關(guān)；當(dāng)CC大于0.8時(shí)，二者呈高度直線相關(guān)。由表2可知，男子游泳運(yùn)動(dòng)員手足指標(biāo)與運(yùn)動(dòng)等級(jí)均無直線相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)最高為手長(zhǎng)，最低為足寬。女子足部指標(biāo)與運(yùn)動(dòng)等級(jí)亦均無直線相關(guān)關(guān)系，僅手部指標(biāo)與運(yùn)動(dòng)等級(jí)存在低度直線相關(guān)，且該相關(guān)具有極顯著性。其中相關(guān)系數(shù)最高為手面積Ⅰ，最低為足寬。

表2 游泳運(yùn)動(dòng)員的手足面積表型與運(yùn)動(dòng)等級(jí)的相關(guān)系數(shù)表Table II Correlation Coefficient between Swimmer's Hand and Foot Area Phenotype and Different Athletic Levels

由表3可知，女健將和國(guó)際健將運(yùn)動(dòng)員足寬和足面積有顯著性差異，手面積表型在不同性別的健將及以上等級(jí)游泳運(yùn)動(dòng)員間無顯著性差異。

表3 不同性別游泳運(yùn)動(dòng)員健將和國(guó)際健將的手足面積表型差異性（P值）Table III Differences in Hand and Foot Area Phenotypes between National and International Master Swim of Different Genders(P)

3 討論

根據(jù)專家意見，將一級(jí)及以下等級(jí)運(yùn)動(dòng)員歸類為非健將運(yùn)動(dòng)員，而將健將和國(guó)際健將運(yùn)動(dòng)員歸類為健將級(jí)運(yùn)動(dòng)員。結(jié)果顯示，男子游泳運(yùn)動(dòng)員手足面積表型隨運(yùn)動(dòng)等級(jí)提高而增加，在健將及以上等級(jí)間無差異；女子游泳運(yùn)動(dòng)員手足面積表型在一級(jí)和健將間無差異，在健將到國(guó)際健將有明顯增加。

該研究結(jié)果與以往研究結(jié)果幾乎完全不一致。有研究表明，不同小項(xiàng)男子游泳運(yùn)動(dòng)員手長(zhǎng)、足長(zhǎng)和足寬與運(yùn)動(dòng)等級(jí)呈高度相關(guān) （相關(guān)系數(shù)大于0.8）[5]。查閱其研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)在男子蝶泳、蛙泳和自由泳項(xiàng)目中，國(guó)際健將人數(shù)為0、健將各1人，該樣本量分布容易引起假陽性結(jié)果。另有學(xué)者表示，手足面積表型與運(yùn)動(dòng)等級(jí)呈弱負(fù)相關(guān)，其研究對(duì)象為1996—2004年中國(guó)一線游泳運(yùn)動(dòng)員，受試者所在年代跨越時(shí)間達(dá)8年。隨著科技進(jìn)步和訓(xùn)練方式改善，游泳運(yùn)動(dòng)成績(jī)?cè)?年間發(fā)生很大變化，因此不同年代運(yùn)動(dòng)員混合研究容易產(chǎn)生假性的弱負(fù)相關(guān)性。本文與Geladas的100 m自由泳運(yùn)動(dòng)成績(jī)與女子手長(zhǎng)相關(guān)性基本一致，與男子手足長(zhǎng)呈中度相關(guān)不一致。有文獻(xiàn)指出，當(dāng)手長(zhǎng)相同手掌小而手指長(zhǎng)時(shí)，在抱水和劃水過程中手指肌肉震顫會(huì)減少身體總動(dòng)能降低游速[15]。也有研究顯示1990年后，國(guó)家隊(duì)的指距指數(shù)為中等且有相對(duì)縮小趨勢(shì)，提示手指長(zhǎng)和手長(zhǎng)的比例關(guān)系需要進(jìn)一步被考慮[8]。因此該研究進(jìn)一步提示，手長(zhǎng)并不是影響男子高水平運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)等級(jí)的關(guān)鍵因素。根據(jù)流體力學(xué)原理可知，人體在水中游進(jìn)速度的快慢取決于手臂對(duì)水產(chǎn)生作用力大小，與手掌面積的大小、手臂手掌劃水頻率、手掌劃水距離、手掌的幾何形狀和劃水角度的變化密切相關(guān)[16]。當(dāng)人體游速較小時(shí)，摩擦阻力是阻力的主要來源。當(dāng)游進(jìn)速度較大時(shí)，人的背部和身后產(chǎn)生了漩渦和伴流，二者引起壓力差即壓差阻力是游泳時(shí)主要阻力[17]。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，2000年后的運(yùn)動(dòng)員，小腿加足高占下肢比例有明顯增加，這與自由泳打腿時(shí)，在腿部總質(zhì)量不變的前提下，大腿變短小腿增長(zhǎng)有利于增大打水沖量有關(guān)。也有研究表明，2000年后男子蛙泳運(yùn)動(dòng)員大腿部有增粗現(xiàn)象，這可能與蛙泳游進(jìn)過程中要求大腿部肌肉群用力的結(jié)果相關(guān)[18]。綜上所述，男子游泳運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)等級(jí)與手面積表型提高有利于增大手部劃水推進(jìn)力及大腿增粗變短小腿增長(zhǎng)有利于增大打水沖量相關(guān)，上述現(xiàn)象是造成男子游泳運(yùn)動(dòng)員手足面積及派生指標(biāo)與運(yùn)動(dòng)等級(jí)無相關(guān)性的原因。

女子游泳運(yùn)動(dòng)員足長(zhǎng)與運(yùn)動(dòng)等級(jí)呈弱相關(guān)性與以往研究結(jié)果不一致。有學(xué)者以我國(guó)著名蛙泳運(yùn)動(dòng)員羅雪娟為例，在2004年4名國(guó)家隊(duì)女子蛙泳運(yùn)動(dòng)員中其手足面積最小，說明運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)、體能和心理素質(zhì)等才是影響高水平運(yùn)動(dòng)員最終發(fā)揮的決定因素[8]。明罡等也認(rèn)為，在手、足面積大小和劃水頻率方面，高水平運(yùn)動(dòng)員的個(gè)體差異不大，而運(yùn)動(dòng)成績(jī)主要取決于劃水距離和手掌的幾何形狀及劃水角度等[16]。近年來我國(guó)優(yōu)秀女子游泳運(yùn)動(dòng)員的主要變化集中在軀干的形態(tài)和皮褶厚度，該流線型更加符合在水中的運(yùn)動(dòng)模式，有效地減少了形態(tài)阻力。五種泳姿均與手臂劃水方式有密切關(guān)系，當(dāng)女運(yùn)動(dòng)員下肢力量不足時(shí)，依靠手部指標(biāo)的優(yōu)勢(shì)，從一定程度上增大肢體的控水面積，增強(qiáng)推進(jìn)力提高游速。由此可見，女游泳運(yùn)動(dòng)員的手面積表型可能比男運(yùn)動(dòng)員存在更大的選材權(quán)重，需要在初選擇優(yōu)時(shí)給予關(guān)注。

4 結(jié)論

4.1 手面積Ⅰ表型可入選女子游泳運(yùn)動(dòng)員二類選材指標(biāo)，女子游泳運(yùn)動(dòng)員足面積表型和男子游泳員手足面積表型均不具備選材評(píng)價(jià)指標(biāo)依據(jù)。

4.2 雖然手足面積不是影響運(yùn)動(dòng)成績(jī)的決定因素，但是達(dá)到高水平所必要的表型條件之一。

4.3 手足面積表型作為游泳運(yùn)動(dòng)員身體形態(tài)學(xué)一項(xiàng)重要指標(biāo)，表型組學(xué)將進(jìn)一步開展跨尺度關(guān)聯(lián)性研究。