我國男子短跑后備人才專項體能素質與100 M成績的關聯性研究

陳文佳，章碧玉，張建虎

目前關于短跑運動員體能構成要素及決定100 M運動成績高低因素的認識已達到統一，但研究文獻多以優秀運動員[1]、業余體校[2]、省體校[3]、大學生[4]體能結構特征、身體素質或某單一因素與運動成績相關性為主。鮮有報道針對我國青少年短跑運動員專項體能素質與運動成績關聯的整體性研究。此外，青少年短跑運動員的專項運動成績會隨著年齡、身體形態、機能、素質、運動水平的變化而改變，是動態性的變化指標。有研究顯示，相關系數更適合于靜態指標的研究，而灰色關聯度分析是對一個系統發展變化態勢的定量比較與描述，更適合動態指標的關聯性分析[5]。鑒于此，本研究采用灰色關聯理論中的灰色關聯度分析，試圖對我國青少年男子短跑運動員的身體形態、機能、素質指標與100 M成績的關聯度進行分析，探求與青少年男子短跑運動員100 M成績關聯度較高的體能指標，以期為我國男子短跑后備人才的培養、科學訓練、選材指標的確定提供理論和實踐參考。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

以參加2017年全國田徑高水平后備人才基地訓練營159名12～17歲男子短跑運動員為測試對象。分組原則和依據為：運動成績分組，優秀組為100 M成績在國家二級及以上運動水平運動員，普通組為二級以下、三級以上運動水平的運動員；年齡分組，以2008年中國田徑協會審定的《青少年田徑教學訓練大綱》(以下簡稱《大綱》)中將年齡組分為：丙組(12～13歲)、乙組(14～15歲)和甲組(16～17歲)[6]。(具體情況見表1與表2)

表1 青少年男子短跑運動員運動成績分組情況Table 1 Grouping of young male sprinters by performance

表2 青少年男子短跑運動員年齡分組情況Table 2 Grouping of young male sprinters by age

1.2 研究方法

1.2.1 測試法

2017年(7月26日-8月4日)在江蘇如皋市對參加全國田徑高水平后備人才基地訓練營的159名青少年男子短跑運動員進行了身體形態、機能、素質指標的測試。

(1)身體形態測試：使用身高體重計、馬丁尺、標準卷尺對受試者進行身高、體重、下肢A和B、小腿長A、跟腱長、肩寬、髂寬、大腿圍、踝圍指標的測試。

(2)生理機能測試：使用電子肺活量計(FCS-10000型)、EP105型節拍器、POLAR FT4表、秒表、采血耗材(采血針、真空采血管)對受試者進行肺活量、心功指數的測試和血液生化指標的采集。

(3)身體素質測試：使用秒表、2 kg實心球、鋼尺、皮尺、5 M長繩梯(十格)、坐位體前屈測試儀、Kistler三維測力臺(Type：9281EA，No：4432230)、40 cm跳箱，對受試者進行30 M跑、60 M跑、100 M跑、150 M跑、后拋實心球、立定跳遠、立定三級跳遠、CMJ：無擺臂下蹲跳、40 cm DJ：40 cm 跳深跳高、坐位體前屈、跑繩梯1(1步1格)、跑繩梯2(2步1格)的測試。

1.2.2 數理統計法

采用Spss22.0統計軟件對159名運動員的測試數據進行分析。包括：(1)差異性檢驗：根據測試數據的方差齊性及正態分布情況，分別采用獨立樣本t檢驗、單因素方差分析、非參數檢驗(Kruskal-Wallis H)方法進行分析。(2)灰色關聯分析法：確定100 M成績作為母序列，將各專項體能指標作為子序列，通過對所有身體形態、機能、素質指標與100 M成績的灰色關聯度計算，把各項專項體能指標在其運動100 M成績中的地位和作用予以揭示。

2 研究結果與分析

2.1 男子短跑后備人才專項體能素質子序列指標的確定

以優秀組和普通組分組對31項體能指標數據進行差異性檢驗，剔除P＞0.05的指標，最終確定包括：X1：身高、X2：(下肢 B/身高) ×100%、X3：[(下肢B-小腿長A)/小腿長A]×100%、X4：(跟腱長/小腿長 A) ×100)、X5：(髂寬/肩寬) ×100%、X6：(大腿圍/下肢 A) ×100%、X7：(踝圍/跟腱長)×100%、X8：克托萊指數、X9：心功指數、X10：血紅蛋白、X11：血清睪酮、X12：30M 跑、X13：60M 跑、X14：150M、X15：后拋實心球(2kg)、X16：立定跳遠、X17：立定三級跳遠、X18：CMJ騰空高度、X19：CMJ功率、X20：CMJ沖量、X21：DJ第一波谷(標準化)、X22：DJ騰空高度、X23：DJ沖量共23項專項體能素質子序列指標。(見表3)

表3 優秀組與普通組專項體能素質指標測試結果比較Table 3 Comparison of special physical fitness indicators between the elite group and the ordinary group

續表3

2.2 男子短跑后備人才一級專項體能素質指標與100 M成績的灰色關聯度分析

2.2.1 一級身體形態指標與100 M成績的灰色關聯度分析

本研究發現，在一級專項體能素質指標的排序上，身體形態指標與100 M成績關聯最為密切，表明身體形態指標對青少年男子短跑運動員100 M成績的影響更為顯著。這與已有研究結果一致，周意萍等[7]認為，身體形態是決定素質發展水平的基礎，在短跑運動員選材過程中，身高、體重、下肢長等遺傳度高的形態指標應予以重點關注。提示對于青少年男子短跑運動員身體形態的內在要求主要體現在它對完成高速跑技術動作結構的先天性物理限定因素。

2.2.2 一級生理機能指標與100 M成績的灰色關聯度分析

本研究中運動員一級生理機能指標與100 M成績的關聯度均低于0.8，且在關聯度上小于身體形態和素質指標。這與前人研究結果一致，袁運平等[8]認為，身體形態和身體素質的發展水平對于青少年短跑運動員的專項成績的貢獻度要高于生理機能素質。究其原因，與不同個體間在青春發育突增期的啟動時間、增長速度及持續時間的長短不同有關[9]。此外，本研究測試的生理機能指標未涉及到腦電圖、神經類型等反映神經系統均衡性和靈活性功能，血乳酸、尿素氮、乳酸脫氫酶等反映血液循環系統對代謝產物排泄、緩解、異生功能，心輸出量、射血分數、冠脈缺血閾值等反映心臟泵血功能的指標，存在一定的研究局限。

2.2.3 一級身體素質指標與100 M成績的灰色關聯度分析

本研究中運動員一級身體素質指標與100 M成績關聯度隨年齡的增長有遞增的趨勢，這可能與青少年身體素質的發育連續性和階段性規律有關。由于100 M是一項以獲得最高水平速度的周期性速度力量型項目[9]，力量素質變化與肌肉系統的發育一致，男性在13～15歲時力量的增長幅度最快，16～17歲趨向于穩定增長，從某種意義上講，青少年運動員速度能力的建立是力量與協調相結合的產物，而高度發展的專項運動素質又是提升神經支配功能與肌肉收縮相互協調、交互活動功能的基礎。此外，隨著年齡的增長，運動員大肌肉群力量、力量耐力、混氧耐力、專項技術等訓練比例的增加，進而引起機體運動素質能力的提升，也可能是造成身體素質能力與100 M成績的關聯度隨年齡遞增的重要原因。

2.3 男子短跑后備人才二級、三級專項體能指標與100 M成績的灰色關聯度分析

圖1 二級專項體能指標與100 M成績的灰色關聯度比較雷達Figure 1 Comparison of grey relation between secondgrade special physical fitness index and 100 M performance

2.3.1 二、三級身體形態指標與100 M成績的灰色關聯度分析

本研究發現(見圖3、表4)，二級指標方面，各年齡組運動員身體長度、寬度和體成分指標與100 M成績的關聯度更高，三級指標方面，整體表現為身高和下肢比形態指標與100 M成績的關聯度最為密切。類似的研究同樣認為，合理的下肢結構比例有利于運動員提高步幅、提升跑動技術的經濟性和實效性，應高度重視兒童青少年運動員身高和下肢比例指標的考衡[10]。有研究顯示，(髂寬/肩寬)×100%、(大腿圍/下肢 A)×100%、(跟腱長/小腿長A)×100%這3項指標不僅能反映身體形態結構特征[11]，還能間接反映髂、髖周圍肌群、腘繩肌離心收縮和股四頭肌向心收縮、踝等關節肌肉力量水平[12]。因此，對于青少年短跑運動員身體形態指標的評定，應結合身體形態和神經系統的靈活性的多指標交叉評價方法，重視遺傳度高且對運動成績起到重要作用的形態指標，同時還應注意評估身體形態的增長速度和整體發展水平。

表4 三級專項體能指標與100 M成績的灰色關聯度比較Table 4 Comparison of grey relation between third-grade special physical fitness index and 100 M performance

2.3.2 二、三級生理機能指標與100 M成績的灰色關聯度分析

本研究發現(見圖1、表4)，二級指標方面，各年齡組均為：能量代謝＞激素水平＞心肺功能。表明對于青少年男子短跑運動員能量代謝能力(利用氧氣及恢復能力)對于100 M成績的貢獻度更高。提示血紅蛋白指標與青少年男子短跑運動員專項能力高度相關。這與前人的研究結果一致，Billaut等[13]認為，中樞神經的缺氧可能對重復沖刺能力造成負面影響，擁有更好的抗無氧化能力的運動員可以減少神經-肌肉的疲勞，肌肉利用氧氣的能力有助于運動員長時間的重復沖刺能力的培養。本研究中，血清睪酮激素與100 M成績的關聯度隨年齡的遞增逐漸提高。類似的研究發現，不同項目運動員血清睪酮值存在著差異，而且在同一運動項目上高水平運動員的睪酮值普遍高于低級別運動員[14]。盡管在本研究中運動員心功能指數指標與100 M成績的關聯度較低。但作為反映心血管系統恢復速度的快慢的重要機能指標[15]，因其測試簡易、易于對測試結果進行比較和評價，《大綱》[6]《中國田徑教練員崗位培訓教材》[16]中將其列為短跑運動員重要的選材指標。因此，血紅蛋白、血清睪酮、心功能指數指標應是重點考察的生理機能選材指標。

2.3.3 二、三級身體素質指標與100 M成績的灰色關聯度分析

本研究發現(見圖1、表4)，二級指標方面，各年齡組均為：速度素質 ＞力量素質，速度素質與100 M成績的關聯度均明顯高于力量素質指標，速度耐力和最大跑速能力與100 M成績的相關性在高年齡組關聯度更高。類似的研究同樣發現，青少年短跑運動員后期專項速度、力量耐力等素質訓練比例的增加是提高其專項成績的關鍵[17]。本研究中，30 M、60 M和150 M速度指標與100 M成績的灰色關聯度較高，這充分體現了加速度能力、最大速度和速度耐力是影響青少年男子短跑運動員100 M成績的關鍵。等[18]認為，100 M運動員的加速能力及保持最高跑速的能力是比賽獲勝的關鍵。Ryu等[19]發現，世界優秀短跑運動員的100 M成績與其最大速度、80～100 M的跑速高度相關。后續的研究同樣發現，隨著年齡的增長，速度耐力素質對青少年短跑運動員100 M成績的影響程度也在提高[20]。因此，訓練實踐中應重視發展青少年短跑運動員的加速能力、提升最大速度及保持最大速度的能力的培養。

反應力量是肌肉完成拉長-縮短周期時表現出的力量[21-22]。短跑運動員途中跑階段，支撐腿未充分蹬伸便進入了前擺技術環節，屬于典型的拉長-縮短周期[23]。本研中運動員CMJ沖量、DJ沖量、CMJ騰空高度均與100 M成績存在較高的關聯性，提示最大速度能力與運動員反應力量存在高度的相關性。因此，應高度重視青少年短跑運動員反應力量的測試和訓練[24]，在發展的“敏感期”重視發展肌肉的收縮速度和力量素質的平衡發展與轉化，提高我國競技后備人才培養的質量和效益。

3 結論與建議

3.1 結論

青少年男子短跑運動員一級體能專項指標與100 M成績的灰色關聯度大小排序，三組均為：身體形態＞身體素質＞生理機能。對100 M成績影響較高的身體形態指標主要集中于人體在完成高速跑技術動作結構的先天性物理限定因素(身高、下肢長、體成分等指標)；生理機能指標主要集中于能量代謝指標(血紅蛋白)和激素類指標(血清睪酮)；身體素質指標主要集中于對加速能力(30 M跑)、絕對速度(60 M跑)、速度耐力(150 M跑)、下肢反應力量(CMJ沖量、DJ沖量、CMJ騰空高度)等方面。

3.2 建議

選材中應高度重視遺傳度高且對專項運動成績起到重要作用的身體形態、機能、素質指標的評定，還要注意評估不同年齡階段各項指標的增長速度和整體發展水平。教練員及科研人員應注重青少年短跑運動員加速能力、最大速度能力、速度耐力、下肢反應力量素質的測試和訓練，在發展的“敏感期”重視發展肌肉的收縮速度和力量素質的平衡發展與轉化，注重專項身體素質能力培養的同時，還要兼顧間接身體素質能力的提升。