青少年短跑運動員選材指標的研究綜述

孫立冰 李慶 劉靜民 曹春梅

（1.天津體育學院 天津 301617；2.清華大學 北京 100084）

1、研究目的

本文通過對國內外相關文獻的梳理，圍繞青少年短跑運動員的各項指標與專項成績之間的關系展開分析，剖析不同選材指標在我國青少年短跑運動員選材過程中的應用，旨在為我國短跑運動員選材工作提供理論基礎，為科學、全面地評價我國青少年短跑運動員的選材指標特征提供支持。

2、研究方法

通過中國知網、萬方數據庫等查閱中文文獻，利用Elsevier Science Direct全文數據庫、Web of Science平臺等途徑檢索和查找有關青少年選材、短跑選材、選材指標對短跑成績影響等方面的文獻資料，對文獻資料進行深入理解把握、梳理和總結。

3、研究結果

3.1、身體形態指標在短跑選材中的重要作用

根據前人的研究，不同短跑運動員之間的身高（1.57至1.90m）和體重（63-90kg）差異較大，且下肢長度相對較長的運動員在取得高水平運動成績方面占有很大的優勢。Ashe在1993年的研究中提到，非洲裔運動員在100、200、400米以及跳遠等項目中占有很大的優勢，大多數田徑項目的記錄都由他們所保持，這也印證了Eveleth和Tanner在1976年的研究結果。他們認為，身體形態和腿部結構對于短跑至關重要，四肢較長恰恰就是非洲裔選手的形態特征。?oh等人為研究身體形態指標對優秀短跑運動員的重要性，選取24名100米成績在10.21-11.19秒之間的短跑運動員，按運動成績將其分為兩組，分別對其身高、體重、腿長、大腿圍度、小腿圍度、肩寬、骨盆寬度、膝關節圍度、踝關節圍度等指標進行測量。結果顯示，他們認為，身體形態特征并不是決定100米運動成績的重要因素。但同時，也有學者認為大腿圍度與100米成績之間具有相關性。我國研究學者選取北京奧運會100、200和400米男、女排名前6的運動員以從選材學的角度探索身高對短跑運動員成績的影響。他們認為，身高、體重等身體形態指標并不是決定比賽成績的關鍵因素，僅能夠作為參考應用到選材的初級階段。

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過程中十分重要。實際上，一部分前人的研究表明伸膝肌肉產生力量的能力在短跑運動中起主要作用，另一部分研究則認為短跑運動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等人為了驗證上述關系，選取15名百米成績在10.58s至10.98秒之間的運動員以及15名非運動員（年齡、身高和四肢長度與運動員組相似），分別測試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。結果顯示，短跑運動員伸膝肌的肌肉圍度、肌腱厚度及長度和跖屈肌圍度、肌腱厚度等指標均明顯高于非運動員，說明上述指標與短跑運動成績高度相關。

一部分對比性的功能形態研究結果顯示，足部和踝關節的骨骼結構結合肌肉力臂可作為跑動速度的決定性因素。Abe等通過研究優秀短跑運動員的解剖結構，認為短跑運動員與非短跑運動員之間存在的較明顯的解剖結構特征，且骨骼肌肉形態指標與短跑能力之間具有一定的相關關系。Kumagai等認為肌肉的肌束長度與短跑成績正相關。事實上，較長的肌肉纖維具有更多的肌小節，因此在某一肌肉固定收縮速度的前提下，較長肌纖維中個體肌小節縮短的速度較慢，這樣長肌纖維中的每一個肌小節的收縮活動近似于等長收縮，因此根據力量-速度的關系就能夠產生更多的力量。

Scholz等人利用數學模型以解釋跟腱的短力臂是如何通過增加彈性勢能儲備而減少新陳代謝能量消耗的。他們認為，跑動過程中的跟腱力臂和能量消耗之間存在非常緊密的相關關系。

我國學者王港研究了骨盆、大腿長度和足長對短跑能力的影響。研究表明，相對骨盆較窄和大腿長度較短的運動員，其腿部擺動速度較快、骨盆運動幅度較大，使得步長相對較長，從而跑動速度較快；此外，足長相對較短的運動員，支撐腿形成的后蹬角度相對較小，能夠增加移動時的水平位移。

3.2、運動學指標在選材中的重要作用

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

短跑成績取決于以下4個時相的統合：起跑（反應時間+腳蹬起跑器）、開始加速、保持最大速度、減速。從生物力學的角度看，步長、頻率、觸地時間（Contact Time）和騰空時間（Flight Time）均在上述時相中發生改變。

很多學者都認為，跑動過程中的觸地時相（Contact Phase）是短跑過程結構中最重要的生物力學指標。有研究表明，與十項全能運動員相比，優秀的短跑運動員能夠在較短的觸地時間內產生較大的觸地力度（Ground Force）。如果運動員的水平速度較快時，可表明其相應的觸地時間較短。在一定的最大速度時，短跑跑動過程中的觸地時相取決于步頻、步長和短跑成績。

但是，在日常訓練中并未有效利用觸地時間作為訓練質量的指標，這是由于對于觸地時間及其變化的相關數據收集較繁瑣，采用診斷性儀器（底部接觸傳感器、觸地板或高速攝像機等）對觸地時間進行測量不僅需要一定的儀器設備，還需要花費較長的時間。但僅僅測量短跑成績或平均速度在很大程度上限制了對運動員的訓練質量檢測及選材工作，因為在相同短跑成績的不同運動員中，其觸地時間和騰空時間的比例分配可能不同，步頻和步長之間的關系也可能不同。

3.3、機能素質指標在選材中的重要作用

3.3.1、反應能力

短跑運動中起跑的有效性是決定最終成績的因素之一。起跑的反應時間通常為發令槍響至運動員雙腳離開起跑器的時間。根據Harland和Steele的研究，起跑時間約占100米短跑的5%。除了生物力學和生理因素外，在準備和跑動過程中信息處理的有效性能夠對復雜任務的完成產生一定影響，而這些任務恰恰需要人體能夠對信號做出快速反應以及對若干效應器進行良好地協調。Dostal、Moravec等人對起跑反應時的研究認為，女性短跑運動員的平均反應時間長于男性短跑運動員；反應時的長短與短跑的運動水平不具有相關關系。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。

有學者認為，在不同項目的運動員選材工作中，對于反應時的測試環節常常被忽視。反應時較快的運動員，可能具有以下潛在的特質：專注力和警覺性較高；肌肉協調能力較好；完成運動任務的準確性較高；心理壓力相對較低；疲勞的產生相對延遲以及體內酶活性較高；思維與機體的生理聯系更為緊密，這與較高的個人運動表現息息相關。

3.3.2、下肢爆發力

在眾多體育項目中，有很多都需要依賴于爆發力，例如短跑、舉重、跳躍、投擲等。這些運動均需要對運動員的身體素質能力進行測量。研究表明，下肢肌肉爆發力也是決定短跑成績的重要因素之一。Chelly和Denis發現，腿部力量與最大跑動速度高度相關。理論上，奧運短跑選手的最大力量輸出約為4400，例如一名體重為70kg的短跑運動員，其相對的力量輸出約為60W/kg。教練們希望測量方法應用起來盡量簡單，能夠在實際訓練中便于操作。在上述運動項目中，運動表現對于最大功率輸出（Peak Power Output，PPO）的要求非常高。有研究表明，短跑項目運動員的縱跳高度能力和最大功率輸出之間具有顯著的相關性關系。

一部分前人的研究結果顯示，可以利用Optojump測試（Optojump Test，OJT）和5次跳躍測試（5-jump Test，5JT）對不同項目運動員的最大功率輸出進行評估。雖然5次跳躍測試能夠在大體上對下肢爆發力進行測量，但受試者的體重和下肢長度能夠明顯對測試成績產生影響。因此，選用Optojump測試更為有效。Davies和Young的研究表明，在縱跳高度板上推動力產生過程中的最大功率輸出與縱跳高度高度具有相關關系。Lehance等人在對最大功率輸出和Optojumo力量輸出之間的關系進行研究時，發現采用Optojump方法分析下肢爆發力是十分準確的。Castagna等人也認為在場地條件下Optojump能夠有效用于檢測運動員的縱跳高度能力。

3.4、睪酮

我國學者在短跑教練員訓練班有關專題討論的總結中，提到應從生理學的角度來分析短跑運動員的特點，認為在短跑運動員的訓練中應注重對中樞神經系統興奮性以及肌肉快速收縮能力的訓練。100米和200米主要應提高非乳酸能無氧代謝能力（三磷酸腺苷、磷酸肌酸的分解）和注重監測睪酮激素的分泌。發展短跑運動員要符合生理生化的特點，才能取得顯著的效果。發展身體訓練，應該遵循全面發展，突出重點，比例協調，要符合運動員的動作結構和個人特點的原則來進行訓練。

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

Storer等人也對睪酮與肌肉力量之間的關系進行了研究，發現腿部爆發力與總睪酮水平（r=0.38，P=0.007）和游離睪酮水平（r=0.35，P=0.015）顯著相關，他們認為睪酮能夠顯著增加腿部肌肉爆發力，其與血清總睪酮和游離睪酮水平分別呈線性正相關關系，肌肉力量和爆發力的提高均依賴于體內循環中睪酮水平的增加。此外，睪酮還能作用于人體大腦內的其他物質，以提高比賽時的動機和競爭心理。Bosco的研究發現，例如短跑項目等爆發型運動員的基礎睪酮水平高于其他項目運動員，而越野滑雪等耐力項目運動員的睪酮水平最低。

近年來，大多數學者都認為基礎睪酮水平與爆發力的產生密切相關，能夠作為預測短跑、跳躍和投擲等項目的變量之一。以ATP-CP供能為主的速度、爆發型項目的運動員，其血睪酮水平明顯高于其他項目的運動員。血睪酮水平越高，力量速度素質越好。短跑項目屬于典型的無氧代謝供能，對體內糖原的儲備水平要求較高。當運動員血清睪酮處于高水平時，機體合成代謝過程加強，在運動時能夠較快地提供能量。從運動生物化學角度來看，睪酮能夠對青少年短跑運動員的發育及運動能力產生直接影響。因此，血清睪酮對于運動選材有十分重要的意義，尤其對于短跑、投擲、跳躍等以ATP-CP供能為主的項目來說，血清睪酮應作為青少年選材工作的重要指標之一。

4、結論與建議

經過國內外諸多學者多年以來對選材方面的研究和分析不難看出，形態學、運動學、機能素質、睪酮等指標已廣泛應用于青少年短跑運動員的選材工作中，但目前我國并沒有統一的選材指標體系和標準，這也為今后相關領域的研究工作提供了方向。建議今后在我國青少年短跑運動員的選材工作中應該注意以下幾點：（1）擴大人群選材和推廣，應該把選材重心放到中小學的校園中，讓更多中小學生去認識和了解短跑運動；（2）注重遺傳因素對青少年短跑運動員培養的重要性；（3）在選材過程中強調身體形態、運動學、機能素質、生理生化等多重指標的綜合評價；（4）擴大選材指標的層面，可結合氣質類型、心理特征等指標進行青少年短跑運動員的科學選拔。