國外運(yùn)動(dòng)生理生化研究趨勢與熱點(diǎn)演進(jìn)
——基于CiteSpaceⅤ的可視化分析

周博軍 ，鄧玉新 ，王 旺 ，馬福海

（1.西安體育學(xué)院 研究生部，陜西 西安 710000；2.青海體育科學(xué)研究所，青海 西寧 810000）

2019 年9 月 《國務(wù)院辦公廳關(guān)于印發(fā)體育強(qiáng)國建設(shè)綱要的通知》要求，提升競技體育綜合實(shí)力，增強(qiáng)為國爭光能力。 重大工程“科技助力奧運(yùn)”明確要求，加強(qiáng)對訓(xùn)練過程機(jī)能指標(biāo)監(jiān)控、訓(xùn)練專項(xiàng)指標(biāo)測試、體能指標(biāo)測試、傷病及康復(fù)等數(shù)據(jù)的規(guī)范和管理，科學(xué)分析、指導(dǎo)訓(xùn)練參賽工作［1］。運(yùn)動(dòng)生理學(xué)和運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)是發(fā)展迅猛的綜合性交叉學(xué)科， 是指導(dǎo)體育教學(xué)和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與競賽，引領(lǐng)體育科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)性學(xué)科。 近幾十年來，國外對運(yùn)動(dòng)生理生化研究呈現(xiàn)了研究領(lǐng)域不斷精細(xì)、研究方法日益多元、研究視野不斷拓展的局面。 其他國家對運(yùn)動(dòng)生理生化研究現(xiàn)狀有什么樣的特征及趨勢？ 研究熱點(diǎn)以及前沿聚焦在哪些方面？ 面對數(shù)以萬計(jì)的科技文獻(xiàn)情報(bào)，研究人員必須有效把握相關(guān)領(lǐng)域研究熱點(diǎn)， 才可能有機(jī)會(huì)進(jìn)入該領(lǐng)域研究前沿。本研究試圖通過Web of Science 所收錄的運(yùn)動(dòng)生理（生化）相關(guān)研究文獻(xiàn)索引資料，利用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法和可視化軟件CiteSpaceⅤ對國外運(yùn)動(dòng)生理生化研究的發(fā)文情況、核心研究機(jī)構(gòu)、 主要研究國家以及研究熱點(diǎn)等進(jìn)行量化研究與分析， 以洞悉國外運(yùn)動(dòng)生理生化發(fā)展脈絡(luò)和宏觀把握現(xiàn)階段研究熱點(diǎn)。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本研究以 Web of Science（包括 SCI-E、SSCI、A & HCI）科學(xué)引文索引數(shù)據(jù)庫中運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)2010～2019 年關(guān)于生化（Biochemical）或生理 （Physiological）研究文獻(xiàn) 索引為對象，應(yīng)用文獻(xiàn)計(jì)量分析方法，運(yùn)用CiteSpaceⅤ等可視化技術(shù)對當(dāng)前國外運(yùn)動(dòng)生化指標(biāo)研究概況分布與研究現(xiàn)狀進(jìn)行定量分析。 進(jìn)入 Web of Science 檢索頁面，檢索主題詞為“TS（主題）=（biochemical or physiological）and 語 言=（English）and 文 獻(xiàn) 類型=（Article）數(shù)據(jù)庫=Science Citation Index Expanded（SCI-E）、Social Science Citation Index （SSCI）、Arts&Humanities Citation Index（A &HCI），入庫時(shí)間=2010-2019 年”，共檢索出相關(guān)索引文獻(xiàn)444 108 篇，對文獻(xiàn)進(jìn)行篩選點(diǎn)擊“查看全部選項(xiàng)”選擇研究方向 “Sport Science” 精煉后剩余 7 028 篇， 檢索日期2020 年 4 月 16 日。 所檢索文獻(xiàn)中期刊論文 5 498 篇，占文獻(xiàn)檢索總數(shù)78.22%，綜述文獻(xiàn)834 篇，占文獻(xiàn)檢索總數(shù)11.87%，會(huì)議摘要443 篇，占文獻(xiàn)檢索總數(shù)6.30%，會(huì)議文獻(xiàn)176 篇，占文獻(xiàn)檢索總數(shù)2.50%， 其他類型文獻(xiàn)78 篇， 占檢索總數(shù)1.10%。

1.2 研究方法

文獻(xiàn)計(jì)量法是對所搜集的所有文獻(xiàn)的主要信息進(jìn)行處理，通過矩陣化、整合等處理，發(fā)現(xiàn)在大量文獻(xiàn)中潛伏的規(guī)律和信息。 信息可視化是將信息轉(zhuǎn)化為圖形的方式，方便揭示信息所蘊(yùn)藏的內(nèi)容，是數(shù)據(jù)挖掘的一種方法［2］。在Web of Science檢索界面手動(dòng)剔除綜述論文（Review）和不相關(guān)文獻(xiàn)（會(huì)議摘要、會(huì)議記錄和信件等）剩余5 503 篇，將所檢索文獻(xiàn)按照發(fā)表時(shí)間進(jìn)行排序下載，導(dǎo)入CiteSpace 輸入文件夾（input）除重（Remove Duplicates）剔除重復(fù)與不在研究時(shí)間范圍內(nèi)文獻(xiàn)45篇， 除去重復(fù)文獻(xiàn)后剩余 5 458 篇有效文獻(xiàn)。 將時(shí)間跨度（Time Slicing）設(shè)置為 2010 年至 2019 年，時(shí)間分區(qū)（Years per slice）設(shè)置為“1”，術(shù)語來源（Term Source）同時(shí)選擇文獻(xiàn)題目（Title）、摘要（Abstract）、作者關(guān)鍵詞（Author Keywords）、關(guān)鍵詞（Keywords Plus），分析數(shù)據(jù)抽取對象與調(diào)節(jié)閾值不做修改為默認(rèn)值。 最后，根據(jù)分析所需分別選擇相應(yīng)功能，其中作者（Author）、機(jī)構(gòu)（Institution）、國家（Country）為合作網(wǎng)絡(luò)分析，特征詞（Term）、關(guān)鍵詞（Keyword）、學(xué)科類別（Category）為共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)分析，文獻(xiàn)共被引（Cited Reference）、作者共被引（Cited Author）、期刊共被引（Cited Journal）為共被引分析［3］。

2 時(shí)間分布

某學(xué)科在一定時(shí)間段內(nèi)發(fā)表文章數(shù)量的變化可直觀地看出研究熱度的變化， 是衡量該學(xué)科在這一時(shí)間段發(fā)展趨勢的重要指標(biāo)， 對分析發(fā)展趨勢和預(yù)測未來走向具有重要意義［4］。通過對“CNKI（中國知網(wǎng)）”進(jìn)行高級檢索，“期刊”選擇社會(huì)科學(xué)Ⅱ輯——體育，選擇文獻(xiàn)來源“中文文獻(xiàn)”，以“生化”或“生理”為主題，時(shí)間為2010~2019 年進(jìn)行檢索。 經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)相關(guān)文獻(xiàn)索引記錄共1 862 條，其中CSSCI（含擴(kuò)展版）刊物共478篇，說明我國學(xué)者對運(yùn)動(dòng)生理生化指標(biāo)研究關(guān)注程度較高，但有影響力研究較少。 由圖1 可知，2010～2012 年 3 年間，國外有關(guān)運(yùn)動(dòng)生理生化方向的研究呈快速上升趨勢，2013 年略微下降， 之后6 年均呈迅猛發(fā)展態(tài)勢，2019 發(fā)文數(shù)相對于2010年上升了65.25%，總體研究熱度呈上升趨勢。 國內(nèi)相關(guān)研究文獻(xiàn)前3 年呈緩慢增長狀態(tài)，2013 年下降至最低數(shù)量，之后數(shù)量快速上升，2015 年之后又呈下降趨勢，總體研究熱度呈下降趨勢。 從文獻(xiàn)數(shù)量來看，國外年均發(fā)文數(shù)量在540 篇左右，而國內(nèi)年均約為47 篇。 顯而易見，運(yùn)動(dòng)生理生化的研究熱度國外始終高于國內(nèi)。

圖1 國內(nèi)外運(yùn)動(dòng)生理生化研究的文獻(xiàn)分布

3 合作網(wǎng)絡(luò)分析

3.1 運(yùn)動(dòng)生理生化主要研究機(jī)構(gòu)

這些高產(chǎn)機(jī)構(gòu)代表著這一領(lǐng)域的權(quán)威， 它們是本領(lǐng)域相對的知識(shí)創(chuàng)造和集散中心。 這就需要對部分高產(chǎn)機(jī)構(gòu)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行更為深入的分析， 了解這些高產(chǎn)機(jī)構(gòu)近10 年的研究焦點(diǎn)，能讓未來的研究人員更為清晰地了解到這些引領(lǐng)體育科學(xué)有關(guān)于運(yùn)動(dòng)生理生化研究的機(jī)構(gòu)過去與現(xiàn)今在做哪方面的研究。 這對我國遴選優(yōu)秀國際運(yùn)動(dòng)生理生化研究科研合作機(jī)構(gòu)，科研人員出國訪學(xué)以及高等院校或科研機(jī)構(gòu)引進(jìn)人才、 追蹤國際前沿研究機(jī)構(gòu)關(guān)注焦點(diǎn)有重要的作用［5］。

選定節(jié)點(diǎn)類型（Node Types）“機(jī)構(gòu)”（Institute），運(yùn)行軟件得到生理生化研究領(lǐng)域的機(jī)構(gòu)共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜， 每個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)機(jī)構(gòu)，節(jié)點(diǎn)大小表明該機(jī)構(gòu)發(fā)表文獻(xiàn)數(shù)，如圖2 所示。 過去判定文獻(xiàn)常利用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)中的普賴斯定律以確定最低文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)，為核心候選作者的入選提供重要參考依據(jù)［6］，由公式①可計(jì)算出核心機(jī)構(gòu)候選的最低發(fā)文數(shù)（N）。

式①中，ηmax為 2010 年 1 月～2019 年 12 月發(fā)表文獻(xiàn)最多高校或機(jī)構(gòu)的論文數(shù)。 發(fā)文最多機(jī)構(gòu)為圣保羅大學(xué)114 篇，經(jīng)計(jì)算后取整數(shù)得知發(fā)文≥9 篇的機(jī)構(gòu)入選為核心機(jī)構(gòu)群，此次分析的高校與研究機(jī)構(gòu)共有297 所， 入選核心機(jī)構(gòu)的高校及研究所共151 所，排名前10 的核心研究機(jī)構(gòu)（表1）分別是圣保羅大學(xué)（University of Sao Paulo）、哥本哈根大學(xué)（University of Copenhagen）、埃克塞特大學(xué)（University of Exeter）、巴斯克大學(xué)（University of the Basque Country）、利物浦約翰摩爾大學(xué)（Liverpool John Moores University）、澳大利亞體育研究所（Australian Institute of Sport）、波爾圖大學(xué)（University of Porto）、昆士蘭大學(xué)（The University of Queensland）、拉夫堡大學(xué)（Loughborough University）、米蘭大學(xué)（The University of Milan）、埃迪斯科文大學(xué)（Edith Cowan University）不列顛哥倫比亞大學(xué)（U-niversity of British Columbia）。 通過可視化分析結(jié)果表明，國外運(yùn)動(dòng)生理生化研究的主力軍以高校為主。

表1 2010～2019 年國外運(yùn)動(dòng)生理生化研究主要高校與機(jī)構(gòu)一覽表（前10 名）

圖2 運(yùn)動(dòng)生理生化研究機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)分析圖（2010～2019）

機(jī)構(gòu)間的連線代表著是否存在合作關(guān)系， 連線的粗細(xì)為機(jī)構(gòu)之間的合作頻率。 根據(jù)圖2 可視化網(wǎng)絡(luò)分析圖可知，各高校與研究所均存在不同程度的合作， 澳大利亞體育研究所（Australian Institute of Sport） 與排名前 10 的 7 所機(jī)構(gòu)有合作關(guān)系；哥本哈根大學(xué)（University of Copenhagen）與埃克塞特大學(xué)（University of Exeter）之間的合作最為緊密，10 年間共合作了36 次； 中國在該領(lǐng)域與域外合作較為密切的是香港大學(xué)（University of Hong Kong）， 與昆士蘭大學(xué) （The University of Queensland）10 年間進(jìn)行了 8 次合作。

這些處于運(yùn)動(dòng)生理生化研究前沿的高校院所， 在運(yùn)動(dòng)生理學(xué)領(lǐng)域各有專注或具有代表性的研究方向和科研成果。 圣保羅大學(xué)（University of Sao Paulo）專注于同場對抗類競技項(xiàng)群（摔跤、柔道等）與運(yùn)動(dòng)損傷防治，2011 年發(fā)表于運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志《Sports Medicine》的“Physiological Profiles of Elite Judo Athletes”及2013 年發(fā)表于國際運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)雜志《International Journal of Performance Analysis in Sport》的“Judo combat： time-motion analysis and physiology”是同場對抗類具有代表性的文獻(xiàn)，分別被引232 次和97 次。 運(yùn)動(dòng)損傷防治具有代表性的文獻(xiàn)是2010 年和2012 年發(fā)表于骨科與運(yùn)動(dòng)物理治療雜志《Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy》的“Effects of Low-Level Laser Therapy （LLLT） in the Development of Exercise-Induced Skeletal Muscle Fatigue and Changes in Biochemical Markers Related to Postexercise Recovery”和“Trunk， Pelvis， Hip， and Knee Kinematics， Hip Strength， and Gluteal Muscle Activation During a Single-Leg Squat in Males and Females With and Without Patellofemoral Pain Syndrome”，分別被引 109 次和 149次。 哥本哈根大學(xué)（University of Copenhagen）則在運(yùn)動(dòng)免疫領(lǐng)域和運(yùn)動(dòng)生理生化分子領(lǐng)域有著豐碩的研究成果。 2012 年發(fā)表于運(yùn)動(dòng)免疫學(xué)評論雜志 《Exercise Immunology Review》的“Leucocytes， cytokines and satellite cells： what role do they play in muscle damage and regeneration following eccentric exercise?”和2018 年發(fā)表于應(yīng)用生理學(xué)《Journal of Applied Physiology》的“Using molecular classification to predict gains in maximal aerobic capacity following endurance exercise training in humans”分別被引用 253 次和 178 次。 埃克塞特大學(xué)（University of Exeter）和澳大利亞體育研究所（Australian Institute of Sport）高度集中在運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)和有氧運(yùn)動(dòng)方面。 巴斯克大學(xué)（University of Basque Country） 與利物浦約翰摩爾大學(xué) （Liverpool John Moores University） 在足球?qū)ｍ?xiàng)訓(xùn)練生理監(jiān)控和運(yùn)動(dòng)可穿戴設(shè)備領(lǐng)域有較高的影響力。 米蘭大學(xué)（The University of Milan）、波爾圖大學(xué)（University of Porto）、昆士蘭大學(xué)（The University of Queensland）、拉夫堡大學(xué)（Loughborough University）、不列顛哥倫比亞大學(xué)（University of British Columbia）在運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和青少年體質(zhì)研究較為深入。 埃迪斯科文大學(xué) （Edith Cowan University） 則在影響力量發(fā)展的一些生理學(xué)因素研究中取得了較高的影響。

3.2 運(yùn)動(dòng)生理生化主要研究國家

選定節(jié)點(diǎn)類型（Node Types）“國家”（Country），設(shè)置“閾值Top N=50” 運(yùn)行得到生理生化研究領(lǐng)域的地域合作網(wǎng)絡(luò)分析圖，每個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)國家，節(jié)點(diǎn)大小代表該國發(fā)表文獻(xiàn)數(shù)，最外層紫色光圈為中介中心性， 中介中心性≥0.1 是關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，表明該國家所發(fā)表運(yùn)動(dòng)生理生化相關(guān)文獻(xiàn)影響力較大。 根據(jù)表2 與圖3 分析可知， 發(fā)文數(shù)排名前10 的國家近10 年發(fā)表運(yùn)動(dòng)生理生化相關(guān)研究文獻(xiàn)總計(jì)5 148 篇， 占總發(fā)文量的93.86%。 2010～2019 年美國在運(yùn)動(dòng)生理生化領(lǐng)域發(fā)表研究文獻(xiàn)最多，是其他國家的1.60～7.51 倍，但其中介中心性低于英國、西班牙、加拿大。 此外具有較高影響力的國家為俄羅斯、波蘭與奧地利，其中介中心性分別為0.09、0.14 和0.11。 美國與澳大利亞合作較為密切，10 年間共進(jìn)行了67 次合作。 中國在此次國家分析中位于第十八名，在海外發(fā)表相關(guān)研究文獻(xiàn)106篇，中介中心性為0.03，說明我國在該領(lǐng)域影響力較小，但與2000～2009 年所發(fā)表的34 篇文獻(xiàn)相比較數(shù)量已提升3.12 倍。中國在該領(lǐng)域與美國合作較為密切，共進(jìn)行了17 次合作。 語言可能是阻礙我國學(xué)者發(fā)表外文文獻(xiàn)的原因之一。

表2 2010～2019 年國外運(yùn)動(dòng)生理生化主要研究國家分布一覽表（前 10 名）

圖3 運(yùn)動(dòng)生理生化國家網(wǎng)絡(luò)分析圖

4 研究熱點(diǎn)與研究前沿分析

研究熱點(diǎn)是在某一時(shí)期內(nèi)，有內(nèi)在聯(lián)系的、數(shù)量相對較多的一組論文所探討的熱門問題或?qū)ｎ}， 文獻(xiàn)關(guān)鍵詞詞頻的高低分布可以用來研究該領(lǐng)域發(fā)展動(dòng)向和研究熱點(diǎn)［7］，研究前沿是在該領(lǐng)域內(nèi)存在的一組突現(xiàn)的動(dòng)態(tài)概念和潛在的研究問題，而關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖譜借助關(guān)鍵詞，呈現(xiàn)共現(xiàn)次出現(xiàn)次數(shù)的變化率，用以反映研究前沿發(fā)展變化的基本特點(diǎn)，對研究方向的明確起到至關(guān)重要的作用。 關(guān)鍵詞聚類圖譜可總結(jié)各關(guān)鍵詞節(jié)點(diǎn)間的相似性， 依據(jù)數(shù)據(jù)運(yùn)算將共詞關(guān)系明顯的節(jié)點(diǎn)聚成一類，準(zhǔn)確描繪研究前沿的重點(diǎn)［8］。

4.1 關(guān)鍵詞高頻統(tǒng)計(jì)分析

將 Node Type 設(shè)置為 Keyword，Selection Criteria 設(shè)置為Top N=50，根據(jù)普賴斯定律［5］計(jì)算得出關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻率≥29為研究熱點(diǎn)關(guān)鍵詞，修剪選擇尋徑算法（Pathfinder），得到國外運(yùn)動(dòng)生理生化的研究熱點(diǎn)知識(shí)圖譜如圖4 所示。通過對5 485篇運(yùn)動(dòng)生理生化領(lǐng)域文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞進(jìn)行共現(xiàn)分析， 對部分出現(xiàn)頻率較高的孤點(diǎn)與中介中心性為0 的關(guān)鍵詞舍去， 剩余44個(gè)（見表3）。 就關(guān)鍵詞出現(xiàn)的次數(shù)而言，Exercise（運(yùn)動(dòng)）、Performance（表現(xiàn)）、Physiological Response（生理反應(yīng)）等高頻關(guān)鍵詞，分別出現(xiàn)了1 453 次、1 391 次和626 次，均代表了運(yùn)動(dòng)生理生化研究的熱點(diǎn)話題， 這與運(yùn)動(dòng)生理生化探求機(jī)體活動(dòng)規(guī)律這一主題發(fā)展趨勢基本契合。 中介中心性較高的關(guān)鍵詞Reliability（可靠性），其中心性為1.30。另外高中介中心性關(guān)鍵詞 Performance（表現(xiàn)）、Heart rate（心率）、Recovery（恢復(fù)）分別為 1.19、1.02、0.77。

圖4 國外運(yùn)動(dòng)生理生化研究熱點(diǎn)共現(xiàn)圖譜

4.2 關(guān)鍵詞聚類及研究熱點(diǎn)分析

為了進(jìn)一步了解運(yùn)動(dòng)生理生化相關(guān)研究熱點(diǎn)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，對關(guān)鍵詞進(jìn)行聚類分析（如圖5），緊密度代表聚類成員之間的相似程度， 數(shù)值越高代表聚類成員間的相似程度越高；Log-Likelihood Ratio（LLR）為對數(shù)似然，LLR 越大的詞越具有對這個(gè)聚類的代表性（表4）。 模塊值（Modularity Q）和平均輪廓值（Mean Silhouette）是反映聚類邊界清晰度和聚類規(guī)模的兩個(gè)指標(biāo)，Q 值一般在［0，1）區(qū)間內(nèi)，Q＞0.3 就意味著劃分出來的社團(tuán)結(jié)構(gòu)是顯著的，當(dāng)S 值大于0.7 時(shí)，聚類是高效率令人信服的，若在0.5 以上，聚類一般認(rèn)為是合理的［2］，此次的聚類模塊值 Q=0.831 8（＞0.3），平均輪廓值 S=0.887 5（＞0.5），說明該聚類視圖是顯著且合理的。 從關(guān)鍵詞聚類視圖可知形成了#0physical activity （體育活動(dòng)）、#1blood lactate （血乳酸）、#2adolescent（青少年）、#3carbohydrate oxidation（碳水化合物氧化率）、#4football （足球）、#5resistance training （耐力訓(xùn)練）、#6skeletal muscle （骨骼肌）、#7muscle damage （肌肉損傷）、#8modeling（模型）、#9biomechanics（生物力學(xué)）、#10running economy（跑步效率）、#11oxygen uptake（攝氧量）12 個(gè)聚類群，通過可視化圖譜與聚類表格結(jié)合文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)， 運(yùn)動(dòng)生理生化的主要研究熱點(diǎn)主要聚焦于6 個(gè)聚類。

聚類#0：體育運(yùn)動(dòng)和體成分相關(guān)研究，主要包括的關(guān)鍵詞有 strength（強(qiáng)度）、physical activity（體育活動(dòng)）、body composition（體成分）、elite（精英）、health（健康）、physiological characteristics（生理特征）、muscle strength（肌肉力量）、age（年齡）、nutrition（營養(yǎng)）、obesity（肥胖）、older adult（老年人）、physiological profile（生理概要）、force（力）。該聚類是從人們?nèi)粘ｅ憻拰用娴礁咚竭\(yùn)動(dòng)訓(xùn)練及競賽層面相關(guān)的生理的影響因素。 在普通大眾日常鍛煉層面，主要是不同運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度對體質(zhì)的改善、肥胖治療以及對體內(nèi)激素的調(diào)節(jié)。 在高水平運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練及競賽層面， 不同的競賽項(xiàng)目及所處位置對運(yùn)動(dòng)員需具備的能力不同，有學(xué)者對團(tuán)體運(yùn)動(dòng)員的體成分（身高、體重、體脂百分比）、爆發(fā)力（垂直跳），速度（5m、10m 和 30m 短距離沖刺），敏捷性（T 檢驗(yàn)），力量（臥推和深蹲 1 次重復(fù)最大值［1RM］）和心肺耐力測試，研究表明團(tuán)體性運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目（足球、籃球、橄欖球等）運(yùn)動(dòng)員年齡和所處位置均存在角色差異，需要因“位”施訓(xùn)［9-11］。

表3 運(yùn)動(dòng)生理生化關(guān)鍵詞分析

聚類#1： 運(yùn)動(dòng)疲勞相關(guān)研究， 主要包含關(guān)鍵詞有perceived exertion（疲勞感知）、blood lactate（血乳酸）、physiology（生理）、competition（競賽）、athlete（運(yùn)動(dòng)員）、profile（分布）、training（訓(xùn)練）、energy expenditure（能量消耗）、walking（競走）、perception （感知）、combat sport （格斗運(yùn)動(dòng)）、exercise intensity（運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度）。 疲勞和恢復(fù)之間的關(guān)系以及其對運(yùn)動(dòng)成績的影響一直是體育科學(xué)所研究的熱門論點(diǎn)， 疲勞可分為精神疲勞和身體疲勞兩個(gè)方面。 精神疲勞是指在長時(shí)間的認(rèn)知活動(dòng)中或認(rèn)知之后所感受到的疲勞感， 研究發(fā)現(xiàn)精神疲勞感通常會(huì)影響運(yùn)動(dòng)員決策、注意力、動(dòng)機(jī)和意愿，所以精神疲勞會(huì)對運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)產(chǎn)生負(fù)面影響［12］。 在身體疲勞層面，部分學(xué)者在探尋有關(guān)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的臨界功率（Critical Power），這一概念在優(yōu)化運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練方案、提高運(yùn)動(dòng)成績、改善慢性病患者的生活質(zhì)量等方面具有巨大的應(yīng)用潛力［13］。

聚類#2： 青少年足球運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練與競賽生理特征相關(guān)研究，主要包含關(guān)鍵詞有 fatigue（疲勞）、muscle（肌肉）、soccer（足球）、capacity（能力）、physical performance（身體表現(xiàn)）、physiological demand （生理需求）、children （兒童）、athletic performance（運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)）、association（關(guān)聯(lián)）、elite soccer（精英足球）、adolescent（青少年）、match play（比賽）。 在兒童青少年足球運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練與競賽方面， 分別從運(yùn)動(dòng)免疫、 肌肉損傷標(biāo)志物（肌酸激酶和乳酸脫氫酶）和全球定位系統(tǒng)（GPS）監(jiān)控訓(xùn)練與競賽的全程跑動(dòng)距離、最大沖刺速度、平均恢復(fù)時(shí)間等多方面分析足球運(yùn)動(dòng)員高強(qiáng)度活動(dòng)概況， 這些數(shù)據(jù)為教練員制定足球?qū)ｍ?xiàng)訓(xùn)練提供了有力的科學(xué)保障［14-16］。

聚類#3： 運(yùn)動(dòng)前補(bǔ)充電解質(zhì)與碳水化合物對運(yùn)動(dòng)成績的影響， 主要包含關(guān)鍵詞有physiological response （生理反應(yīng)）、demand（需求）、exercise performance（運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)）soccer player（足球運(yùn)動(dòng)員）、prolonged exercise （長時(shí)間運(yùn)動(dòng)）、running performance（運(yùn)動(dòng)成績）、running（跑）、intermittent recovery test（間歇性恢復(fù)測試）、heart rate response（心率反應(yīng)）、acclimatization（習(xí)服）。 這一聚類主要研究運(yùn)動(dòng)前后補(bǔ)充碳水化合物 （葡萄糖、果糖、咖啡）與無機(jī)鹽（硝酸鹽）對運(yùn)動(dòng)成績的影響。 在無機(jī)鹽補(bǔ)充方面，研究發(fā)現(xiàn)在4km 和16.1km 自行車賽前補(bǔ)充0.5L甜菜根汁 （類似于6.2mmol 硝酸鹽） 成績分別提高了2.8%和2.7%［17］。在碳水化合物補(bǔ)充方面，研究表明進(jìn)行高強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng)時(shí)，適當(dāng)?shù)財(cái)z入咖啡因可以延緩疲勞出現(xiàn)，降低肌肉組織間K+［18］。 在 100km 自行車計(jì)時(shí)試驗(yàn)中，參與者每隔 15min 補(bǔ)充36g 果糖-葡萄糖的混合飲品和僅含葡萄糖的飲品， 結(jié)果表明混合飲品對運(yùn)動(dòng)成績提升更為顯著［19］。

聚類#8：運(yùn)動(dòng)模型構(gòu)研究，主要包含關(guān)鍵詞有exercise（鍛煉）、human（人）、blood flow（血液流動(dòng)）、rehabilitation（康復(fù)）、model（模型）、cycling（循環(huán)）、system（系統(tǒng)）、thermoregulation（體溫調(diào)節(jié)）、stability（穩(wěn)定性）。 該聚類對身體姿勢對顱內(nèi)壓的影響建立了3 個(gè)預(yù)測模型并給出了應(yīng)用于臨床研究的評價(jià)［20］。大鼠潛水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室模型， 初步解釋潛水對血流動(dòng)力學(xué)的影響［21］。 耐力跑性能預(yù)測經(jīng)典模型的檢驗(yàn)，該模型檢驗(yàn)了VO2max 時(shí)的速度綜合了最大有氧功率和跑步的經(jīng)濟(jì)性，是預(yù)測跑步成績的最佳指標(biāo)。

聚類#10： 有氧運(yùn)動(dòng)和乳酸閾研究， 主要包含關(guān)鍵詞有performance（表現(xiàn)）、response（反應(yīng)）、sport（運(yùn)動(dòng)）、maximal oxygen uptake（最大攝氧量）、efficiency（效率）、running economy（跑步經(jīng)濟(jì)性）、aerobic capacity（有氧能力）。 在有氧運(yùn)動(dòng)方面，運(yùn)用分子分類的方法預(yù)測人體耐力訓(xùn)練后最大有氧能力增長［22］，“熱”適應(yīng)可以提升在寒冷溫帶條件下的有氧運(yùn)動(dòng)成績，熱習(xí)服的生理適應(yīng)包括在固定輸出功率下減少攝氧量， 節(jié)省肌肉糖原，增加骨骼肌力產(chǎn)生，增加血漿容量等［23］。 在乳酸閾方面，可以通過最大乳酸濃度的降低診斷是否訓(xùn)練過度［24］，熱習(xí)服可提高乳酸閾值， 且在運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度不變的情況下熱習(xí)服已被證明可以降低血乳酸濃度［23］。

表4 運(yùn)動(dòng)生理生化聚類群分析

圖5 運(yùn)動(dòng)生理生化聚類可視化圖

4.3 研究前沿分析

關(guān)鍵詞突變（Burst）提供了特定關(guān)鍵字出現(xiàn)頻率激增相關(guān)聯(lián)的證據(jù)， 關(guān)鍵詞的爆發(fā)表明一個(gè)潛在的話題已經(jīng)或正在引起研究人員在特定時(shí)期不同尋常的關(guān)注［25］。 在CiteSpace 中導(dǎo)入用于分析的5 485 篇記錄文獻(xiàn)， 將突現(xiàn)詞的最小持續(xù)時(shí)間（Minimum Duration） 單位設(shè)置為 2， 共得到 24 個(gè)突現(xiàn)關(guān)鍵詞（圖6）。 根據(jù)突現(xiàn)詞的突現(xiàn)時(shí)間和持續(xù)時(shí)間跨度，結(jié)合Citation History 中的折線圖， 將研究前沿劃分為穩(wěn)健型研究前沿和最新研究前沿。

圖6 突現(xiàn)關(guān)鍵詞可視化圖譜

4.3.1 穩(wěn)健型研究前沿

從圖6 和圖7 可以可以得出，“soccer player” 的突現(xiàn)時(shí)間較早且時(shí)間跨度最長，相關(guān)研究的分年度文獻(xiàn)波動(dòng)較為穩(wěn)定，因此該關(guān)鍵詞所涉及的研究方向?yàn)榉€(wěn)健型研究前沿。 “soccer player”指的是足球運(yùn)動(dòng)員，在該研究中包括了運(yùn)動(dòng)損傷的防治、疲勞恢復(fù)、可穿戴設(shè)備研發(fā)、賽季前后的訓(xùn)練監(jiān)控、運(yùn)動(dòng)員在賽場上的生理反應(yīng)以及活動(dòng)特征。 大量研究表明有關(guān)應(yīng)用于足球運(yùn)動(dòng)生理方面技術(shù)設(shè)備、 訓(xùn)練及監(jiān)控方法也在逐步向其他運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目應(yīng)用推廣。

圖7 穩(wěn)健型研究前沿“soccer player”研究趨勢圖

4.3.2 最新研究前沿

剔除部分含義過于寬泛的突現(xiàn)關(guān)鍵詞，結(jié)合圖6、圖8、圖9、 圖10 可 以 看 出 突現(xiàn)關(guān) 鍵 詞 為 “health、temperature、team sport”，這幾個(gè)關(guān)鍵詞突顯為近3 年，因此這幾個(gè)詞在運(yùn)動(dòng)生理生化研究領(lǐng)域是當(dāng)前也是未來一段時(shí)間內(nèi)學(xué)習(xí)和投入研究的最新研究方向。 “health”表示對運(yùn)動(dòng)健康領(lǐng)域的關(guān)注，具體研究內(nèi)容包括不同運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的間歇運(yùn)動(dòng)對人體抗氧化和抗炎癥作用［26］；抗阻訓(xùn)練、中等強(qiáng)度訓(xùn)練（continuous moderate intensity）、高強(qiáng)度訓(xùn)練（high-intensity interval training）對早期糖尿病患者的血糖控制［27］；休閑運(yùn)動(dòng)對肥胖青少年的身體指標(biāo)影響等［28］。

圖8 最新研究前沿“health”的研究趨勢

“temperature”即體溫調(diào)節(jié)，研究重點(diǎn)在訓(xùn)練前后的冷處理和熱適應(yīng)訓(xùn)練，該研究方向主要為運(yùn)動(dòng)員全身預(yù)冷處理對自由配速間歇短跑運(yùn)動(dòng)神經(jīng)肌肉功能及運(yùn)動(dòng)能力的影響［29］；熱適應(yīng)訓(xùn)練對體能恢復(fù)和肌肉糖原的含量恢復(fù)的影響［30］；高水平專業(yè)運(yùn)動(dòng)員熱適應(yīng)訓(xùn)練相關(guān)的生理反應(yīng)和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)［31］，結(jié)合聚類#10 分析可以發(fā)現(xiàn)該點(diǎn)既是研究熱點(diǎn)也是研究前沿。

圖9 最新研究前沿“temperature”的研究趨勢

“team sport”即團(tuán)隊(duì)運(yùn)動(dòng)、集體項(xiàng)目（足球、籃球、橄欖球等），該方向的關(guān)注點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練與比賽時(shí)所表現(xiàn)的生理特征［32-33］；運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練負(fù)荷和有氧-無氧體能（Aerobic-Anaerobic Fitness）的關(guān)系［34］；可穿戴設(shè)備對訓(xùn)練和競賽中所發(fā)生的碰撞次數(shù)和碰撞強(qiáng)度的記錄［35］，該技術(shù)為運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行訓(xùn)練和損傷恢復(fù)所需周期提供了客觀數(shù)據(jù)支撐。

圖10 最新研究前沿“team sport”的研究趨勢

5 研究結(jié)論

本文利用可視化分析工具CitespaceⅤ對國外有關(guān)運(yùn)動(dòng)生理生化的發(fā)文量、核心研究機(jī)構(gòu)、主要研究國家、研究熱點(diǎn)及研究前沿分別進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)整理和分析，得出以下結(jié)論：

1） 通過對國內(nèi)外的發(fā)文量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)國外無論在文獻(xiàn)數(shù)量還是文獻(xiàn)數(shù)量的增長幅度上都要高于國內(nèi)， 對運(yùn)動(dòng)生理生化的研究熱度要高于國內(nèi)。 從發(fā)展態(tài)勢來看，國內(nèi)外發(fā)文量的差距正在進(jìn)一步擴(kuò)大， 說明我國對運(yùn)動(dòng)生理生化領(lǐng)域研究不夠重視。

2） 通過對核心研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，研究的主力軍以高校為主，各機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)生理生化領(lǐng)域分別專注于運(yùn)動(dòng)損傷防治、運(yùn)動(dòng)免疫、運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)、可穿戴設(shè)備和青少年體質(zhì)等方向。

3） 通過對研究該領(lǐng)域的國家分析， 發(fā)現(xiàn)美國2010～2019年在運(yùn)動(dòng)生理生化領(lǐng)域發(fā)表研究文獻(xiàn)最多， 共發(fā)文1 284 篇占近10 年來發(fā)文總數(shù)的23.41%， 但其影響力遠(yuǎn)小于英國和西班牙。 通過對高頻關(guān)鍵詞進(jìn)行聚類分析和突顯詞探測從而發(fā)現(xiàn)研究熱點(diǎn)和研究前沿， 得出國外對運(yùn)動(dòng)生理生化領(lǐng)域研究熱點(diǎn)主要聚焦在運(yùn)動(dòng)疲勞、 青少年足球運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練與競賽生理特征、碳水化合物與電解質(zhì)補(bǔ)充劑對運(yùn)動(dòng)的影響、運(yùn)動(dòng)模型構(gòu)建研究以及有氧運(yùn)動(dòng)和乳酸閾的研究。 研究前沿則為足球運(yùn)動(dòng)員、熱適應(yīng)與冷處理、運(yùn)動(dòng)健康和團(tuán)隊(duì)運(yùn)動(dòng)。 足球作為世界上最熱門運(yùn)動(dòng)之一，其先進(jìn)的訓(xùn)練監(jiān)和控方法、損傷防治以及可穿戴設(shè)備的應(yīng)用起到了引領(lǐng)其他運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的作用。 近些年運(yùn)動(dòng)干預(yù)慢性疾病（早期糖尿病、抑郁癥、阿爾茨海默癥等） 開始逐漸走進(jìn)研究人員的視野并且在臨床應(yīng)用有較好效果。 熱適應(yīng)與冷處理訓(xùn)練則為近些年新興的訓(xùn)練方法，對運(yùn)動(dòng)進(jìn)行冷處理或熱適應(yīng)訓(xùn)練后到氣候溫和的環(huán)境下競賽運(yùn)動(dòng)成績有明顯提升，近似于高原訓(xùn)練法。 團(tuán)隊(duì)運(yùn)動(dòng)的關(guān)注點(diǎn)則為訓(xùn)練與競賽的生理特征以及運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練負(fù)荷和體能。