馬拉松屬于體能主導(dǎo)耐力運(yùn)動(dòng)。

? 為什么要有新概念

根據(jù)競(jìng)技能力的主導(dǎo)因素、運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的動(dòng)作結(jié)構(gòu)以及能量代謝特點(diǎn)，馬拉松屬于體能主導(dǎo)耐力運(yùn)動(dòng)。最大攝氧量（VO2max）雖能體現(xiàn)有氧代謝能力的上限，但無(wú)法直觀反映在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)中維持穩(wěn)定功率輸出的能力。精確測(cè)定VO2max需要?dú)怏w分析儀，成本高且需在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下完成。測(cè)定臨界功率（Critical Power，CP）測(cè)試僅需功率計(jì)，或通過(guò)分析日常訓(xùn)練或比賽中的功率數(shù)據(jù)推算得出。

? 臨界功率是個(gè)什么

CP是人體在穩(wěn)態(tài)代謝下可長(zhǎng)時(shí)間維持的最高功率輸出，耐力是指在盡可能長(zhǎng)的時(shí)段內(nèi)維持特定速度或功率輸出的能力，兩者存在高度關(guān)聯(lián)。目前，CP概念與思路已經(jīng)在馬拉松訓(xùn)練中獲得廣泛應(yīng)用，成為了優(yōu)化配速策略與評(píng)估耐力素質(zhì)的可量化生理指標(biāo)。粗略來(lái)說(shuō)，CP強(qiáng)度通常介于VO2max和最大乳酸穩(wěn)態(tài)（MLSS）之間。

CP對(duì)于耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的重要性在于，代表生理穩(wěn)態(tài)下（即穩(wěn)定的肺部攝氧量、血乳酸含量、心率、肌肉磷酸肌酸含量、酸堿值以及肌肉氧飽和度）可維持的最大功率。通過(guò)精準(zhǔn)量化在特定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)可維持的最大功率，有助于為制定訓(xùn)練計(jì)劃與比賽策略提供更直接的依據(jù)。

? 詳解分析

為了簡(jiǎn)化分析，我們可建立以下臨界功率雙曲線數(shù)學(xué)模型，便于理解與描述。功（W）與功率（P、CP）兩個(gè)物理學(xué)概念，是它的基礎(chǔ)。時(shí)間單位為秒（s），功率單位為瓦特（W）。至于這個(gè)數(shù)學(xué)模型的缺點(diǎn)，我們稍后分析。

影線框和灰色框內(nèi)的面積相等且保持恒定（W′），表示以超過(guò)CP強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)可完成的總功。當(dāng)功率輸出不超過(guò)CP時(shí)，無(wú)需依賴W′的能量供應(yīng)，理論上運(yùn)動(dòng)能夠長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)進(jìn)行。

隨著運(yùn)動(dòng)時(shí)間增加，完賽速度大致按照反比例函數(shù)的形式衰減，假設(shè)在理想情況下，完賽速度最終會(huì)衰減至臨界速度（Critical Speed，CS），以該強(qiáng)度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，理論上可以一直持續(xù)。

我們開(kāi)動(dòng)腦筋，不難得出一個(gè)結(jié)論。那就是：沒(méi)有任何鍛煉可以無(wú)限期進(jìn)行，單一的血乳酸穩(wěn)態(tài)并不代表所有內(nèi)環(huán)境指標(biāo)的代謝穩(wěn)態(tài)，故無(wú)法全面反映內(nèi)環(huán)境的代謝平衡狀態(tài)。

但是呢，在接近CP的強(qiáng)度下運(yùn)動(dòng)，人體的代謝反應(yīng)，如肌肉磷酸肌酸含量、心率、pH值和無(wú)機(jī)磷酸鹽等指標(biāo)，能在一定時(shí)間內(nèi)保持相對(duì)穩(wěn)定，且接近它們?cè)谶@段運(yùn)動(dòng)時(shí)間內(nèi)能達(dá)到的最大可持續(xù)穩(wěn)態(tài)。這才是上述看似“粗制濫造”數(shù)學(xué)模型背后的真正含義。

? 如何測(cè)定

既然CP和W′可以為理解人體運(yùn)動(dòng)能力、為制定訓(xùn)練計(jì)劃以及評(píng)估運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)提供依據(jù)，辣么，該怎么準(zhǔn)確測(cè)定這2個(gè)指標(biāo)呢？目前有4種方法。

實(shí)驗(yàn)室中恒定負(fù)荷測(cè)試。在不同的恒定負(fù)荷輸出下持續(xù)運(yùn)動(dòng)直至力竭，測(cè)試3-5次，將每次所作的總功和時(shí)間t代入到線性模型［式（2）］，估算CP和W′；或?qū)⒏鞔螠y(cè)試的P與t代入雙曲線模型［式（1）］，通過(guò)線性回歸得出CP。但是，測(cè)試時(shí)長(zhǎng)、次數(shù)和恢復(fù)時(shí)間等因素都會(huì)影響CP估算結(jié)果。這里要運(yùn)用簡(jiǎn)單的理工科或經(jīng)濟(jì)學(xué)統(tǒng)計(jì)知識(shí)。

實(shí)驗(yàn)室中斜坡遞增測(cè)試。它以平板監(jiān)測(cè)設(shè)備為基礎(chǔ)，能在10～20分鐘內(nèi)完成，適用于大規(guī)模樣本測(cè)試，是評(píng)估運(yùn)動(dòng)能力的重要手段。運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度（如功率、速度或坡度）按照預(yù)設(shè)的固定速率持續(xù)線性增加，保持穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)節(jié)奏直至達(dá)到力竭狀態(tài)，期間持續(xù)監(jiān)測(cè)VO2max、血乳酸濃度多項(xiàng)生理指標(biāo)。該測(cè)試對(duì)設(shè)備要求高，因此較貴。

實(shí)驗(yàn)室中3分鐘全力運(yùn)動(dòng)測(cè)試。原理是人體在全力運(yùn)動(dòng)測(cè)試開(kāi)始時(shí)的輸出功率高于CP，W′被大量使用。隨著運(yùn)動(dòng)的繼續(xù)和功率的降低，W′也會(huì)降低。如果運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間足夠長(zhǎng)，W′就會(huì)完全耗盡，因此在全力測(cè)試接近結(jié)束時(shí)的功率或能代表CP。，但測(cè)得功率可能高估。

基于比賽成績(jī)計(jì)算。優(yōu)勢(shì)在于能夠真實(shí)反映運(yùn)動(dòng)員在實(shí)際比賽或訓(xùn)練場(chǎng)景中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。原理是通過(guò)獲取運(yùn)動(dòng)員在不同距離或時(shí)間下的最佳運(yùn)動(dòng)成績(jī)，依據(jù)功-持續(xù)時(shí)間線性模型或功率-持續(xù)時(shí)間雙曲線模型來(lái)估算CP。收集在1.5-42.195公里距離的個(gè)人最佳成績(jī)，通過(guò)距離與完成時(shí)間的線性關(guān)系估算出CS和D′。局限性在于易受比賽時(shí)的環(huán)境條件、身心狀態(tài)、戰(zhàn)術(shù)安排等影響。

? 通過(guò)CP看配速

配速是指在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度分布。在比賽中，適當(dāng)?shù)呐渌俨呗允潜ＷC合理分配體能取得PB的基本要求，是規(guī)劃和控制運(yùn)動(dòng)過(guò)程的關(guān)鍵指標(biāo)。并且依賴于持續(xù)的決策過(guò)程。或者說(shuō)，如何對(duì)能量消耗分配進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，達(dá)到最佳成績(jī)。

在馬拉松運(yùn)動(dòng)中，CP/CS作為衡量運(yùn)動(dòng)員耐力水平的關(guān)鍵生理參數(shù)，是決定配速策略的關(guān)鍵因素。這也可以解釋為什么采用勻速配速，有助于實(shí)現(xiàn)PB。精英運(yùn)動(dòng)員通常能夠以接近自身CS的96%的速度完成全程馬拉松，大眾跑者的平均配速約為其CS的85%。

從馬拉松比賽階段來(lái)看，前期（2～16km）的配速對(duì)比賽結(jié)果影響重大。在前期速度超過(guò)自身CS的94%的運(yùn)動(dòng)員，往往在后半程會(huì)面臨速度難以為繼的風(fēng)險(xiǎn)。這是因?yàn)榍捌谒俣冗^(guò)快會(huì)導(dǎo)致D′過(guò)度消耗，使后續(xù)階段難以維持速度。

如果我們?cè)谠械腃S公式中引入了可持續(xù)速度（Sustainable Velocity），用以取代傳統(tǒng)的CS，會(huì)得到：

SV與消耗區(qū)間速度（Velocity During A Depletion Interval，IV）、恢復(fù)區(qū)間速度（Velocity During A Recovery Period，RV）等概念相互關(guān)聯(lián)，共同影響D?的變化。SV強(qiáng)調(diào)在馬拉松全程中通過(guò)動(dòng)態(tài)平衡消耗區(qū)間與恢復(fù)區(qū)間的速度分配，實(shí)現(xiàn)體能利用效率的最大化，進(jìn)而提升運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。這提醒我們，在制定配速策略時(shí)，應(yīng)加重視體能在全程中的動(dòng)態(tài)變化。

不過(guò)，在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)中，體能、代謝水平及肌肉疲勞程度等會(huì)隨時(shí)間發(fā)生復(fù)雜變化，CP/CS并非恒定不變。至于會(huì)呈現(xiàn)出何種變動(dòng)趨勢(shì)，目前尚無(wú)定論。如何通過(guò)優(yōu)化訓(xùn)練與裝備，去穩(wěn)定這一指標(biāo)背后的生理過(guò)程，是個(gè)值得思考的問(wèn)題。當(dāng)然，在真實(shí)世界中，W′的消耗和恢復(fù)未必、甚至并不可能如模型中那樣以線性方式進(jìn)行。

? 如何畫(huà)餅

盡管CP理論并不完美，但是它為預(yù)測(cè)馬拉松表現(xiàn)和制定配速策略提供了一個(gè)從運(yùn)動(dòng)生理學(xué)定量分析的新視角，也為今后運(yùn)動(dòng)手表與傳感器的研發(fā)打開(kāi)了腦洞，或者說(shuō)為買(mǎi)家們畫(huà)出了新餅。

例如，通過(guò)大樣本量實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)CP值的智能算法。研究細(xì)分人群CP與無(wú)氧功儲(chǔ)備參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。探究在不同外部環(huán)境中，CP衰減與W′恢復(fù)的特征與原因；從而讓我們的手表可以生成并顯示在比賽訓(xùn)練中可以隨時(shí)查看的實(shí)時(shí)配速策略。

文/王統(tǒng)領(lǐng)，湖州師范學(xué)院；博士， 碩士研究生導(dǎo)師

圖/網(wǎng)絡(luò)