优秀速滑运动员于静直线等速蹬伸肌力特征及sEMG研究

黄达武，陈月亮，吴 瑛，李 稚

短距离速度滑冰项目属于典型的体能类竞速项目，运动员的下肢肌肉力量、尤其是速度力量对运动成绩有着极其重要的影响［19］。因此，无论是在有冰期还是非冰期，针对运动员下肢肌肉力量的训练都会在训练计划中占据较大比例。为了提高专项力量训练的科学性和实效性，大量科研工作者针对专项力量训练的相关问题进行了广泛深入的研究。例如，卢卓［12］对比分析了中国和加拿大速滑运动员负重蹲起等下肢力量练习手段的区别，发现国外运动员非常注重下肢的支撑方式（单脚或双脚、平行或外撇）训练；王犇［15］通过足底压力测试系统对比了速度滑冰直道技术与滑板辅训一个单步中的足底动力学参数，发现滑板的最大压力和平均压力参数显著高于滑冰，因而认为，滑板训练有助于提高冰上的法向蹬冰力；在分析负重深蹲与速滑专项练习过程中，下肢肌肉用力特征差异的基础上，高伟等［5］设计了一套速度滑冰专项力量训练设备，并利用肌电分析验证了它的科学性；陈小平等［2］在自行研发的力量测试系统上，以杠铃负重蹲起为测试项目，对我国优秀速滑运动员进行了检测，发现他们具有突出的快速力量，但力量耐力明显不足，因而提出在保持最大力量和快速力量的基础上优先发展力量耐力；陈民盛等［3］在分析clap冰刀蹬冰动作的基础上认为，速度滑冰蹬冰技术动作是典型的爆发式动作，所以，应多采用超等长的节律性训练手段来发展专 项 力 量；李 相 环 等［9］、严 力 等［22］、刘 万 廷［10］、张 金林［25］等对速滑专项力量训练的指导思想、原则、负荷要求等进行了相关研究。

通过上述分析及陈月亮［1］研究报告，速度滑冰运动员的力量训练大都以陆上项目为主，有关速滑专项力量的研究也都围绕着陆上非冰刀支撑条件的练习手段和方法而展开。毫无疑问，我们无法否认陆上各种力量练习手段对速滑运动项目发展的历史贡献，也确信其在未来的运动训练实践中仍将发挥重要的基础作用，但我们必须明确，冰上专项技术动作与陆上所采用的各种一般和专项力量练习手段的最大区别在于冰刀对力的传递过程。在速度远大于短跑的滑行过程中，运动员是仅靠几十厘米长、几毫米宽的冰刀来实现加速和维持平衡的，这与力量练习过程中的面支撑发力特点存在较大差别。此外，尽管有研究者认识到下肢支撑方式和蹬伸速度是速滑运动员专项力量练习必须考虑的问题，但在训练实践中，大多数力量练习仍是在双脚支撑下完成［1］，且对重量的关注远大于速度。

长期以来，由于实验设备的限制，我们无法定量了解对不同支撑方式和不同蹬伸速度下下肢整体的做功能力差异，从而不能科学准确地区分甄别各种练习手段的专项性和实效性。尽管有学者在等速测试系统的帮助下，对速滑运动员下肢单关节肌群的功能进行了研究［17，20，21］，但肌肉在单关节运动和多关节复合运动中的表现有较大差异［6］，无法满足运动实践中对多关节肌力测试的要求。随着ISOMED 2000等速测试系统LEGPRESS多关节直线等速测试单元的问世，该难题将得以解决。

因此，本研究基于LEGPRESS测试单元，结合影像和肌电测试手段，探讨运动员在穿冰刀和不穿冰刀、单脚支撑和双脚支撑及不同速度蹬伸过程中下肢最大力值和做功能力的差异，以及下肢肌肉sEMG的变化特征，以为专项力量练习手段的选择和设计提供理论参考。

1 研究对象

本研究对象是我国优秀速滑运动员于静。自从在2011亚冬会上以破赛会纪录的成绩战胜卫冕冠军王北星及2010年冬奥会金牌得主李桑花之后，于静逐渐成为我国备战2014索契冬奥会、实现速度滑冰历史性突破（中国速度滑冰的现状决定了只能以女子500m为突破口）的关键人选［7］。尤其从她2011年在国际赛场上（世界杯和世界锦标赛）与该项目我们最主要对手李桑花和珍妮沃夫的7战5胜并打破世界纪录的优异战绩来看，其无疑成为了我国速度滑冰女子项目新的领军人物。

2 研究方法

2.1 实验方法

用摄像机、肌电采集系统和ISOMED系统中Legpress测试单元同步采集下肢蹬伸过程的运动学、下肢左、右腿共8块肌群肌电参数和下肢最大肌力及做功（图1）。平面定点定距拍摄范围3m，拍摄距离4m，拍摄角度45°，机高1.2m。根据专家建议和预实验结果，速度设置分别是慢速5cm／s和快速50cm／s，其中，慢速代表运动员的基础力量，快速代表快速力量。屈和伸交替进行，蹬伸距离17 cm。

图1 于静直线等速蹬伸图Figure 1. Yu Jing in Linear Isokinetic Leg Press

2.2 实验仪器

高清摄像机 Panasonic.AG－DVC33，拍摄频率50Hz；芬兰Mega公司生产的ME6000 16通道无线遥测肌电采集分析系统，采样频率1 000Hz，输入阻抗＞10GΩ，前置有源差分放大器，增益倍数305倍，共模抑制比CMRR＞110dB，硬件滤波带通范围8～500Hz，模数转换14bit；上海仁和医疗设备有限公司产一次性Ag／AgCl心电极，采样区2mm。德国ISOMED2000等速测试系统，legpress附件最大测试速度120cm／s，最大蹬力5 850N，最大蹬伸距离76cm。

2.3 肌肉选取

经理论初选和专家筛选，取双侧下肢胫骨前肌（TA）、腓肠肌外侧头（LG）、股直肌（RF）和股二头肌长头（BF）共8块肌群。

2.4 实验流程

运动员自行准备活动30min后进行电极粘贴。经定位、脱毛、去脂、消毒、凉干后，按顺序（CH1左胫骨前；CH2左腓外；CH3左股直；CH4左股二；CH5右胫骨前；CH6右腓外；CH7右股直；CH8右股二）将2个一次性电极沿肌纤维收缩方向分别贴于所选肌肉的肌腹处，电极相距2 cm。参考电极位于测试电极内侧且距两电极等距。贴好后，用医用胶带固定导线，由科研人员手持ME6000表面肌电仪站立在受试者旁边。调节Legpress测试单元的高度与等速测试椅的高度相同，安装膝关节防止过伸适配器，调整测力台的倾斜位置为0位，保证踝关节测试前处于解剖位置。调整靠背后仰60°，坐垫与靠背距离10cm。在检查电极、摄像系统和同步效果后，开始正式实验：慢速重复5次，快速重复7次。先进行无冰刀测试，分别是：T1双腿慢速、T2双腿快速；T3左腿慢速、T4左腿快速；T5右腿慢速、T6右腿快速。再进行穿冰刀鞋测试，顺序同前，分别为T7－T12。T1－T6和T7－T12，各测试间隔2 min，T6－T7间隔10min。以各测试中峰力值最大的3次为分析对象。

2.5 同步方法

肌电和运动学同步采用外接无线同步信号器进行同步连接。同步触发器同时输出两路TTL（＋5v）电平信号，触发肌电图仪时会在肌电图上打出一个时间标志，另一路控制摄像机镜头前的LED灯，在图像上打一个亮点，从而实现视频与肌电同步。

2.6 数据处理

用ME6000自带软件MEGA WIN处理肌电数据，原始肌电经滤波、均方根平均转换后求RMS平均值，平均转换周期0.01s，肌力和做功数据由ISOMED系统直接提供。

2.7 数理统计及相关说明

多元多因素方差分析在SPSS 17.0中完成，显著性水平P＝0.05，非常显著性水平P＝0.01。方式是指双脚或单脚支撑，速度是指下肢屈伸的动作速度，条件是指下肢有无冰刀，过程是指下肢屈曲或蹬伸过程。以方式、条件、速度和过程为自变量对力与功进行多元多因素方差分析时，单脚支撑的值为左、右腿力或功之和。文中相关力、功和肌电表格为3次最大峰力所对应数据的平均值，相关数据处理在Excel 2003中完成。

3 研究结果分析

3.1 下肢力学参数研究

3.1.1 方式、条件、速度和过程对下肢力和功的影响

以方式、条件、速度和过程为自变量，以力与功为因变量进行多元多因素模型方差检验，Pillai的跟踪轨迹、Wikes的Lambda、Hotelleing的跟踪轨迹和Roy的最大根4种多元检验方法的结果均相同。表1给出的是Pillai的跟踪轨迹值，除速度与条件的交互作用及速度与过程的交互作用在显著性水平外，其他各因素及其交互作用均达到非常显著性水平。表2的实质是两个一元方差分析表的合并表，从该表中可以看到，支撑方式、支撑条件、动作速度和动作过程的主效应和方式×速度、方式×条件、方式×过程、条件×过程、方式×速度×过程、方式×条件×过程及方式×速度×条件×过程的交互作用对力和功影响均达到非常显著性水平。速度×条件的交互作用对功的影响达到非常显著性水平，速度×过程和方式×速度×条件的交互作用对力的影响达到显著性水平，速度×条件×过程的交互作用对力的影响达到非常显著性水平。表2还显示，各因素及其交互作用对力总效应的贡献大小分别是：Eta方（过程）＞Eta方（方式×条件）＞Eta方（条件×过程）＞Eta方（方式×条件×过程）＞Eta方（方式×速度）＞Eta方（条件）＞Eta方（速度）＞Eta方（方式）＞Eta方（方式×速度×过程）＞Eta方（方式×过程）＞Eta方（速度×条件×过程）＞Eta方（方式×速度×条件×过程）＞Eta方（方式×速度×条件）；对功总效应的贡献大小分别是：Eta方（过程）＞Eta方（条件×过程）＞Eta方（条件）＞Eta方（方式×条件）＞Eta方（速度）＞Eta方（方式×条件×过程）＞Eta方（方式）＞Eta方（方式×速度）＞Eta方（方式×速度×过程）＞Eta方（方式×过程）＞Eta方（方式×速度×条件×过程）＞Eta方（速度×条件）。

表1 方式、条件、速度和过程对下肢力和功的多变量检验一览表Table 1 Multivariate Tests of Supporting Pattern，Supporting Condition，Working Speed and Action on Strength and Power in Llower Limbs

表3显示，不论从蹬伸速度、支撑方式还是动作过程来看，下肢在穿刀时所表现出来的最大力值和做功能力都小于不穿刀。表2也显示，支撑条件对力和功的影响均达到非常显著性水平，这就说明，在有冰刀和无冰刀时，下肢肌肉的工作情况存在一定差异。究其原因，一方面，冰刀的支撑面积要远远小于脚掌，毫无疑问，支撑面积大则稳固性好，有利于肌肉发力；另一方面，冰刀的支撑呈线形，与我们日常生活中的面支撑情况下的工作存在较大差别，因此，运动员会因工作方式不习惯而影响发力。此外，冰刀的高度使踝关节与支撑点距离加大从而影响踝关节的稳定性，这也是导致运动员穿冰刀时力和做功能力下降的主要原因。因此，我们在选择无冰刀的力量练习手段时必须明确冰刀对下肢肌肉工作的限制，有冰刀力量训练具有更强的专项性是确信无疑的。

表2 方式、条件、速度和过程对下肢力（N）和功（J）的影响一览表Table 2 The Impaction of Supporting Pattern，Supporting Condition，Working Speed and Action on the Strength（N）and Power（J）in Lower Limbs

表3 不同支撑条件时下肢力（N）及做功情况（J）一览表Table 3 The Lower Limbs Strength（N）and Power（J）in Different Supporting Condition

从支撑方式来看，表3同样具有显著的特征：首先，不论是左腿还是右腿，单脚支撑时，在屈曲、蹬伸及有刀、无刀下所表现的力和功都小于双脚，该结果是非常容易理解的，无需赘述；其次，除无刀快速蹬伸时左、右单腿的力值和小于双腿外，其他情况都是左、右单腿的力值和或做功和大于双腿，表2中，对左、右单腿的和值与双腿值的分析也表明，支撑方式对力和功的影响同样达到非常显著性水平。这就说明，进行单腿的练习更能激发下肢的潜能，从而更有效地提高做功能力，尤其对速滑这类以单腿依次做功的项目更应多采用单腿支撑的力量练习。

表4显示，下肢在屈曲过程中，不论是有刀支撑还是无刀支撑，也不论是单脚支撑还是双脚支撑，共同的趋势是快速运动时的力和功都大于慢速（除左脚做功外）。结合上表2我们知道，动作速度对力和功均有非常显著性影响。屈曲过程中，主要是下肢三关节的伸肌在做离心收缩。众所周知，牵拉速度是影响离心肌力的重要因素，在正常范围内，速度越快牵张反射越强烈，肌力也就越大。因此，表4中肌肉不同速度离心收缩的力值表现是肌肉离心工作机制的正常体现。尽管没有多关节多肌群离心工作方式下力值与速度关系的报道，但有研究者发现单肌群离心收缩时最大力矩并不随速度变化而显著变化［12，16］。因此，从某种角度上来说，本研究与前人研究成果有一定出入，导致这种差异的原因可能是离心收缩速度是否在肌肉可承受的正常范围内造成的。

在蹬伸过程中，主要是下肢三关节的伸肌在向心收缩。肌肉在向心收缩时的力值和做功表现与离心收缩截然相反，从表2中可以清楚地看到，向心收缩时肌肉的力值和做功都是快速小于慢速。刘耀荣等［11］和赵焕彬［26］等的研究结果都表明，单关节屈伸肌等速向心收缩时，峰力矩随速度的增加而减小。温特认为，造成该结果的原因有两个：一是收缩元中的横桥断开肌肉损失张力，然后在缩短过程再形成横桥时也损失张力；二是收缩元和结缔组织中的流体粘滞性，需要内力克服这些粘滞阻力而下降。因此，可以认为在等速向心收缩时，多关节测试与单关节测试的肌力变化具有相同的趋势。

速度对下肢等速蹬伸力和做功的影响可以总结为，离心蹬伸时速度大则力量与做功都大，而向心蹬伸时速度大则力量与做功都小。在速度滑冰的支撑过程中，下肢肌肉既有离心工作的过程，也有向心收缩的过程，所以速滑运动员下肢肌肉力量的训练也必须包含离心和向心两种能力。在进行离心训练时，在安全合理的速度范围内（尤其是在有刀时），应适当加快离心速度。在向心能力训练时，既要考虑力量大小的问题，也要兼顾实践中的蹬冰速度。总而言之，等速力量训练的针对性要体现在肌肉收缩方式、专项运动需要以及运动员个体特征等几个方面。

表4 不同蹬伸速度时下肢力（N）及做功情况（J）一览表Table 4 The Lower Limbs Strength（N）and Power（J）in Different Working Speed

表5 不同动作过程时下肢力（N）及做功情况（J）一览表Table 5 The Lower Limbs Strength（N）and Power（J）in Different Action

表5显示，慢速蹬伸时，除无刀单脚外，其他支撑方式下离心屈曲收缩力都大于向心蹬伸力，做功情况是除无刀左脚外，其他支撑方式下离心做功都大于向心做功。快速蹬伸时，离心和向心在力和做功能力上都有较强的规律性，下肢离心力值和做功能力都大于向心。因此，从肌肉的工作方式来看，总体的趋势是，下肢等速离心收缩的最大力和做功能力大于等速向心收缩。表2也显示，动作过程对力和功有非常显著性影响。针对多肌群离、向工作能力差异的研究未见报道，但相关研究结果显示［4，18］，同一速度下，单一肌群等速离心峰力矩大于向心收缩。肌肉离心收缩时能产生更大张力早已得到大家的普遍共识，其原因可能是牵张反射、大脑皮层和脊髓对运动单位的募集以及肌肉并联、串联成分被动参与的共同作用［24］。因此，有研究者认为，离心训练更能发展肌肉力量。这种观点本研究并不赞成，一方面，肌肉离心工作更容易造成运动损伤［31］，这对缺乏锻炼者和初级运动员来说不太适宜；另一方面，力量训练不仅要考虑肌肉本身的特性，更要考虑运动实践的需要，必须根据专项运动过程中肌肉的工作方式来选择力量训练方法与手段，以提高训练的针对性和实效性。对于速度滑冰运动而言，在单脚承接重心过程中，下肢肌肉以离心工作为主，但此阶段短暂且幅度较小，直接影响滑速还是下肢蹬伸阶段的向心工作。因此，速度滑冰运动员下肢肌肉的力量训练应以向心工作为主，兼顾发展离心工作能力。表3中的另一个特征是，慢速蹬伸时离心与向心在最大力和做功能力上的差距较小，而在快速蹬伸时的差距较大，其原因是离心收缩与向心收缩随速度大小变化不同趋势造成。

3.1.2 左、右腿蹬伸力和做功能力差异

根据上述分析可以明确：速度、支撑条件和动作过程对力和功有非常显著性影响，在进行左、右腿值间的对比分析时，我们只考虑左、右腿因素对力和功的影响，即在速度、支撑条件和动作过程相同的情况下，进行左、右腿值的配对样本t检验，目的是为了分析双侧下肢的平衡性。有关等速测试左、右腿平衡性问题研究的报道同样仅限于单块肌群。例如，李春雷等［8］对国家蹦床队运动员，师玉涛等［14］对优秀10m跳台运动员髋、膝关节左、右腿同名肌群峰力矩的对比研究。如果说，左、右腿单块肌群肌力平衡与否是影响动作技术完成质量、预防运动损伤的重要因素［8］，那对于下肢整体肌力而言更是如此。表6显示，慢速蹬伸时，左腿不论有无冰刀，也不论是离心还是向心工作，其最大肌力和做功能力都大于右腿，但快速蹬伸时左、右腿有、无冰刀的力量差异有不同趋势。配对样本t检验的结果也显示，左、右腿间力和功的变化在慢速时分别达到非常显著性差异和显著性差异，而在快速蹬伸过程时均无显著性差异。

表6显示，在不穿冰刀时，尽管左腿最大肌力大于右腿，但两者差距较小。而在穿冰刀后，两侧最大肌力差距明显加大。因慢速蹬伸代表运动员的基础力量，所以，据上表可以说，于静左腿的基础力量大于右腿，尤其是在有冰刀情况下。左、右腿快速蹬伸时的力量差异与慢速表现不同。无冰刀时，左腿最大力和做功大于右腿，有冰刀时正好相反。这说明，在快速蹬伸过程中，右腿能更好地利用冰刀发力。因此，左、右腿力量的平衡性因速度和支持方式的不同而表现不同趋势。因无相关研究作为参考，我们无法确定左、右腿力量的比值是否在合理的范围内。例如，有研究报道，左、右腿同名肌群肌力差异应在10%以内［22］，但对于静的测试结果而言，努力减小两腿在有冰刀快速蹬伸时的力量差异是非常重要的，它能有效维持高速滑行中的重心平衡和滑跑的直线性。

表6 左、右腿下肢力（N）、做功情况（J）及配对样本t检验一览表Table 6 The Lower Limbs Strength（N）and Power（J）in two Legs and Their Paired Sample t Test

3.2 下肢肌电参数研究

3.2.1 双腿支撑蹬伸肌电参数研究

图2是于静双腿支撑蹬伸时的原始肌电图，我们可以从有刀对无刀和快速对慢速两个角度来分析。首先，从有刀与无刀对比来看，无刀慢速蹬伸过程中，除了左、右腿的股直肌放电较强烈外，其他几块肌群激活程度均较小。但有刀慢速蹬伸时，左、右腿腓外肌的肌电幅值明显加大，且左腿的胫骨前肌处于持续放电的状态，相同的是两种情况下，股二头肌放电情况均较小。双腿支撑无刀快速蹬伸时下肢各肌群具有较强放电，但有刀时股二头肌放电明显减小；其次，从快速蹬伸与慢速蹬伸对比来看，无刀时快速蹬伸过程激活了更多的下肢各肌群参与，而有刀快慢速蹬伸下肢肌群的参与情况较一致。因此，可以说，不论蹬伸速度快还是慢，有冰刀时下肢各肌群的参与程度与无冰刀有明显差异，说明有冰刀时的支撑发力有其专项特性，提示力量训练必须考虑冰刀对下肢肌群的选择作用。

因均方根值具有更明确的物理意义［29］，代表运动单位的募 集、同 步 化 和 激 活 水 平［13，33］，因 此，本 研 究 选 择 了RMS指标对下肢各肌群肌电进行量化分析。本研究主要研究速度和支撑条件对下肢各肌群肌电的影响，因而，只选择了速度和支撑条件为因变量，各肌群肌电为自变量的多元多因素方差模型进行分析。因单块肌群的肌电变化难以代表整个动作，因此，本研究只列出了速度和条件对各肌群肌电变化多变量模型的检验结果。表7显示，速度和条件及其交互作用对各肌群屈曲和蹬伸肌电影响分别达到显著性和非常显著性水平。表8显示，慢速蹬伸时，有刀支撑各肌群均方根值都大于无刀，大量的研究证实，肌电幅值与肌力呈高度正相关［33，32，30］，结合本文 3.1.1的研究结果——无刀支撑时的肌力大于有刀支撑肌力，因此，在慢速蹬伸时，有刀、无刀两种支撑条件下的肌力－肌电关系与前人研究结果并不相符。笔者认为，出现这种肌电－肌力矛盾现象的原因是穿上冰刀后，因支撑面积小导致支点和各关节不稳定，动用了更多的肌力来维持冰刀和关节的平衡。双腿快速蹬伸时，有刀支撑和无刀支撑的肌电差异与慢速并不相同，各肌群肌电没有出现一边倒现象，再次说明高速滑行中，冰刀对下肢各肌群的选择和限制，这一点从图3中双腿快速蹬伸的原始肌电图也能说明。

图2 双腿支撑蹬伸原始肌电图Figure 2 The Original EMG of Double Legs Supporting Test

表7 速度和条件对下肢各肌群影响多变量检验一览表Table 7 Multivariate Tests of the Impaction of Speed and Condition on EMG in Lower Limb

表8 双脚支撑蹬伸过程下肢肌电参数（uv）一览表Table 8 The Lower Llimb EMG Parameters（uv）in Double Legs Supporting Test

3.2.2 单脚支撑肌电参数研究

图3和图4分别是左、右腿单腿支撑蹬伸时的原始肌电图。两图显示，慢速蹬伸时，无刀支撑下股直肌的放大非常强烈，有刀支撑下胫骨前肌和非外肌的激活程度也较高。快速蹬伸时，无刀支撑下各肌群的放电都较大，股二头肌的放电明显减小。对比图2和图3、图4，可以发现，尽管双脚支撑与单脚支撑各肌群在有刀和无刀条件下的肌电变化有一定的差异，但总体趋势仍是慢速蹬伸时，有刀支撑能激活更多的肌群参与，而快速蹬伸时，有刀支撑对肌群的参与有明显的选择性。

图3 左腿单脚支撑原始肌电图Figure 3. The Original EMG of Left Leg Supporting Test注：从上到下依次为CH1～CH4。

图4 右腿单脚支撑原始肌电图Figure 4 The Original EMG of Right Leg Supporting Test注：从上到下依次为CH5～CH8。

表9是左、右腿单脚支撑动作下肢各肌群的肌电情况，表10是不同方式支撑情况下各肌群的配对样本t检验。为了更好地分析单、双支撑间各肌群肌电的变化，我们控制了支撑条件、动作速度和动作过程几个变量对各肌群肌电进行了配对样本t检验。因单块肌群肌电难以反映动作的整体情况，所以，本研究仍以各肌群的综合表现来判断支撑方式对肌电的影响。表10显示，支撑方式对下肢肌电有较大影响，这与上述分析支撑方式对下肢力和功的研究较为一致。此外，从表9中肌电的平均值来看，慢速蹬伸时，左腿单支撑的情况与双支撑较接近，但右腿单支撑的表现与双支撑有较大差别。快速屈曲、蹬伸时，左、右腿单支撑下肢肌电参数变化与双支撑时有较大差别，因而可以总结出，不论单脚支撑还是双脚支撑，冰刀都对下肢肌肉参与有较大影响，且在单、双脚不同方式支撑时有不同的影响。

3.3 讨论

上述有关力和肌电的研究告诉我们，支撑方式、支撑条件和动作速度对下肢最大肌力、各肌群激活程度均有非常显著性影响，且不同动作过程间的力和功同样存在非常显著性差异。尽管从统计原理来说，当各因素存在交互作用的情况下谈论各因素的主要效应存在局限性，但从运动训练的实践来说必须从最基本的开始，即注重方式、条件和速度各因素对训练质量的影响，然后逐渐考虑和设计双因素及多因素下的最佳力量训练模式。首先，从支撑方式来看，速度滑冰的动力来源于单脚爆发蹬冰，而上述研究发现，单脚支撑更能激发下肢肌肉的做功能力。因此，不论从力量训练的专项性还是高效性，我们都应该选择和设计更多的单脚支撑情况下的力量练习手段。但我们并不能完全抛弃双脚支撑下的力量练习，因为，双脚支撑有利于下肢基础力量的获得，有了一定的基础力量后，才能安全有效地进行单脚支撑方式下的力量训练；其次，支撑条件对力和功的非常显著性影响证实了冰刀对下肢力量的限制。已有相关研究证实，不稳定是导致力量下降的重要因素［27，28］，上述研究中，我们也从稳定性及发力习惯性角度对其进行了解释，提示在训练实践中，可以从这两个方面着手。例如，采用比正常冰刀更高或更长的特制冰刀进行滑跑，穿冰刀在训练器上进行伸踝训练或蹬伸练习，选择合适的频率进行带刀振动训练等。因在冰上进行负重及陆上进行带刀训练有一定的危险性，这需要设计特制的冰鞋，这也是将来训练器械研发需考虑的问题。

表9 单脚支撑蹬伸过程下肢肌电参数（uv）一览表Table 9 The Lower Limb EMG Parameters（uv）in Lingle Leg SupportingTest

表10 双、单脚支撑情况下各肌群肌电配对样本t检验一览表Table 10 Lower Limb EMG Parameters（uv）Paired Sample t Test between Double and Single Leg Supporting

动作速度对专项力量训练的影响早已引起大家的关注，本研究也显示，速度对下肢最大力和做功能力有非常显著性影响。相关研究也表明，尽管速度滑冰的支撑时间较长，但爆发蹬冰时间非常短，属于典型的爆发力运动项目［3］。因此，在日常专项力量训练过程中，必须按照专项运动技术的要求来设定训练手段的动作速度，以提高训练的针对性和实效性。需要特别说明的是，速度滑冰与短跑等竞赛项目在支撑过程有较大差别，其包含速度相对慢的屈曲和稳定阶段。因此，在力量训练时，应根据需要来设定下肢屈和伸动作过程的不同速度要求。最后，动作过程对力学指标的影响反映的是不同肌群工作能力差异以及相同肌群不同工作方式下的做功差异。在上述分析中，本研究已经讨论了克制性力量对速度滑冰的重要性，这里强调的是，相对静止力量对速度滑冰同样非常重要。因为在速度滑冰的支撑过程中，该阶段对重心转换的稳定性和连贯性的影响非常大，进而影响整个蹬冰效果及滑进速度。因此，在重视下肢蹬伸力量训练的同时，也应根据速度滑冰中运动员的身体姿势和重心变换来设计下肢三关节在相对稳定条件下的力量训练。总而言之，速度滑冰运动员冰上或陆上专项力量训练必须以专项技术需要为出发点，从动作速度、肌肉做功方式和做功条件来进行选择和设计，提高专项力量训练的科学性。

4 结论建议

1.支撑条件和支撑方式对下肢力和做功能力有非常显著性影响。有刀支撑时最大肌力和做功小于无刀支撑，单腿支撑力与功小于双腿支撑，两单腿支撑力与功的和大于双腿支撑，建议速滑专项力量训练应考虑和设计有冰刀支撑的练习方法，多采用单腿支撑条件下的练习手段。

2.速度对下肢力和功有非常显著性影响。离心屈曲时，速度大则力量与做功都大，而向心蹬伸时速度大则力量与做功都小，建议速滑专项力量训练应包含离心和向心两种不同工作方式的训练手段，且根据肌肉力学特性和运动员个体情况选择肌肉的收缩速度。

3.动作过程对下肢力和功有非常显著性影响。下肢等速离心收缩的最大力和做功能力大于等速向心收缩，建议速度滑冰运动员下肢肌肉的力量训练应以向心工作为主，兼顾发展离心工作能力。

4.左、右腿力量的平衡性因速度和支持方式的不同而表现不同趋势，建议于静减少两腿间有刀快速蹬伸的力值差距。

5.支撑条件、动作速度和支持方式对下肢各肌群肌电有非常显著性影响。

［1］陈月亮.我国优秀短距离速滑运动员体能训练的理论与实践研究［D］.上海：上海体育学院，2007.

［2］陈小平，严力，季林红，等.对我国优秀短距离速滑运动员力量耐力的研究— —运用“最大力量能力阈”评价力量耐力水平的试验［J］.体育科学，2005，25，（12）：46－48.

［3］陈民盛，张强，覃晓红.clap式冰刀蹬冰动作特点对速滑专项力量训练理念的启示［J］.天津体育学院学报，2004，19（2）：15－17.

［4］高伟，王子羲，季林红.增强速度滑冰运动员腿部力量的训练方法［J］.清华大学学报（自然科学版），2008，48（2）：200－202.

［5］郭权.排、篮球运动员膝关节肌力特征的对比与分析［J］.西安体育学院学报，2003，20（3）：41－44.

［6］华立君.等速测试系统在体育科研中的应用［J］.南京体育学院学报（自然科学版），2008，7（4）：33－35.

［7］黄达武，陈月亮，吴瑛.于静速度滑冰全程速度节奏研究［J］.体育文化导刊，2012，（3）：75－80.

［8］李春雷，杨中军，冯毛弟.中国国家蹦床队运动员髋、膝关节屈伸肌群力量特征分析［J］.北京体育大学学报，2012，35（6）：113－116.

［9］李相环，周毅.速滑运动员专项力量训练的特点和方法［J］.冰雪运动，1999，21（2）：25－26，34.

［10］刘万廷.速度滑冰运动员的力量训练［J］.冰雪运动，2007，29（4）：9－11.

［11］刘耀荣，周里，时倩.跳跃运动员膝关节屈伸肌群等速向心收缩时肌力与sEMG变化特征［J］.上海体育学院学报，2008，32（1）：52－55.

［12］卢卓.中国与加拿大短距离速滑专项力量训练方法对比研究［D］.长春：东北师范大学，2007.

［13］曲峰.运动员表面肌电信号与分形［M］.北京：北京体育大学出版社，2008：2－5.

［14］师玉涛，刘颖，马馨，等.我国优秀10m跳台男子运动员下肢肌肉力量特征研究［J］.中国体育科技，2010，46（3）：54－56.

［15］王犇.滑板辅助训练手段与速度滑冰直道技术动作结构比较研究［D］.长春：东北师范大学，2007.

［16］王河.人体肩关节屈伸肌群等动向心、等动离心、等长收缩肌力的研究［J］.成都体育学院学报，2000，26（3）：57－62.

［17］王瑞元，杨静宜，熊开宇.等速向心及离心伸膝时股四头肌肌电和做功变化［J］.北京体育大学学报，1994，17（1）：46－50.

［18］王艳云.足球、速滑运动员膝关节屈伸等速向心收缩的生物力学分析［J］.首都体育学院学报，2005，17（1）：100－101.

［19］夏娇阳.我国速度滑冰优秀男子运动员膝、踝关节肌力特征的比较研究［J］.体育科学，2005，25（8）：53－55.

［20］夏娇阳.优秀速度滑冰运动员下肢肌肉力量特征力的学分析［J］.成都体育学院学报，2009，35（9）：77－80.

［21］夏娇阳，张颖，张晓明.优秀滑冰运动员膝关节肌力特征的比较研究［J］.北京体育大学学报，2009，32（8）：130－132.

［22］严力，刘贵宝.速度滑冰专项力量训练方法的研究—短道速滑、速滑训练探索之三［J］.冰雪运动，2000，22（3）：1－5.

［23］杨静宜.优秀运动员股四头肌绳肌等速测定正常值的研究［J］.北京体育学院学报，1991，14（3）：13－20.

［24］杨静宜，赖柳明.肌肉离心收缩研究现况综述［J］.体育科学，1991，11（6）：48－51.

［25］张金林，邵中平.速度滑冰运动专项力量的生理特点与训练要求［J］.冰雪运动，2009，31（3）：5－7.

［26］赵焕彬，王海涛，刘建国，等.男子短跑运动员上下肢关节力矩的研究［J］.中国体育科技，2006，42（1）：23－26.

［27］ANDERSON K D G.BEHM.Maintenance of EMG activityand loss of force output with Instability［J］.J Strength Cond Res，2004，18（3）：637－640.

［28］BEHM D G，K ANDERSON，R S CURNEW.Muscle force andactivation under stable and unstable conditions［J］.Strength Cond Res，2002，16（3）：416－422.

［29］CARLO J DE LUCA.The Use of Surface Electromyography in Biomechanics［J］.J Appl Biomech，1997，（13）：135－163

［30］DE LUCA G.The use of surface electromyography inbiomechanics［J］.J Appl Biomech，1997，13（2）：135－163.

［31］MALACHY P，McHUGH，DECL AN，A J CONNOLLY，et al.Electromyographic analysis of exercise resulting in symptoms of muscle damage［J］.J Sports Sci，2000，（18）：163－172.

［32］MILNER－BROWN HS，STEIN RB.The relation between the surface electromyography and muscular force［J］.J Physio，1975，246：549－569.

［33］THIAGO YUKIO FUKUDA，JORGE OLICEIRA，ECHEIMBERG，et al.Electromyographic signal in the isometricTorque of the quadriceps，hamstrings and brachial biceps muscles in female subjects［J］.J Appl Res，2010，10（1）：32－39.