在各大國際馬拉松賽事中,時常見到率先越過終點線的跑者大多為非裔選手,特別是來自肯亞、伊索比亞的跑者們。過去至今,有許多研究從各種面向探討非裔跑者與傑出運動表現的關聯性,試圖從中找出關鍵的影響因素。本文整理研究指出,非裔跑者的「下肢剛性」普遍較高,搭配良好的跑步技術如虎添翼,使他們跑步時步幅較大、步頻較低,也降低能量消耗,這可能是非洲跑者制霸天下的關鍵因素。
2021 年國外的學者發表了一項研究,該研究招募了 4 個組別的跑者,分別為菁英和業餘非裔的馬拉松跑者與菁英和業餘亞裔的馬拉松跑者,各組皆為 5 人;菁英跑者的條件為全馬完賽成績 3 小時內,業餘跑者的條件則是無馬拉松經驗,且在過去一年無規律進行跑步訓練者,本次實驗分別比較地緣以及訓練經驗多寡對於跑步生物力學參數的影響。首先受試者會先進行 10 分鐘的熱身,接著會以每小時 12 公里(5 分速)的速度在測力跑步機上進行 3 分鐘的跑步測試,同時也會利用 3D 動作分析系統蒐集相關的實驗數據。
由下方的結果顯示(A圖),因菁英跑者與業餘跑者相比有更優異的肌力水準,所以菁英跑者能夠產生更大的垂直地面反作用力,換句話說,在同樣的一步當中,菁英跑者的身體能夠產生更多的力量進行推進,也因此菁英跑者有較大的身體質量中心 (Center of mass, CoM) 位移量;再者,雖然兩族群的跑者們觸地時間差異不大,但菁英跑者在跑步時的騰空時間較長,這也間接說明了菁英跑者有更好的跑步經濟性。
由上方的結果顯示(B圖),非裔跑者比亞洲跑者有較大的下肢剛性(綠色虛線斜率較大),而下肢剛性越高,表示越能夠把在跑步時儲存的彈性位能釋放出來。有趣的是,儘管非裔跑者有較高的下肢剛性,卻沒有造成較高的垂直負荷率,學者推論可能的原因為他們的著地角度較小,較傾向中前足落地為主(下圖),此外,學者也發現非裔跑者有較小的 CoM 位移量,因此綜合以上各因素,使得非裔跑者有較低的能量損耗。至於為何非裔跑者的下肢剛性較高,這部分尚未有明確的解釋,有待未來更多的研究釐清。
總體來說,非裔跑者的下肢剛性普遍較亞裔選手高之外,他們的優異表現也來自於良好的跑步技術,這樣如虎添翼的優勢,使得他們在運動時的步幅較大、步頻較低,因而降低了運動時的能量消耗。
因此,跑者們可以透過適當的訓練提升自身力量的輸出功率,延長跑步時的騰空時間,讓自己的每一步更有效率且更有力量,迎接更精湛的表現。
參考文獻:
Zhang, J. H., Chan, Z. Y., Lau, F. O., Huang, M., Wang, A. C., Wang, S., ... & Cheung, R. T. (2021). How do training experience and geographical origin of a runner affect running biomechanics? Gait & Posture, 84, 209-214.
撰文/楊珮渝、相子元
*文章授權轉載自《運動科學》網站,原文:為什麼馬拉松都是非洲跑者的天下
在國立台灣師範大學的實驗室裡,一群由相子元教授帶領的研究團隊正全心投入運動科學研究,和你一樣對未知的領域充滿探索熱忱。
面對運動科學興起的熱潮,許多人想瞭解正確的運動資訊卻不知道從何下手? 運動科學網持續更新經過科學驗證的運動知識與運動觀點。不論是創新產品、研究結果,甚至是專業理論,我們都會轉譯成簡單易懂的文字,讓讀者利用最短的時間瞭解運動的最新趨勢。
為了讓健康的運動觀念進入日常生活,我們創立了運動科學網;為了讓正確的運動知識提升生活品質,我們創立了運動科學網,我們致力於運動科學的研究,希望這些努力不僅僅侷限於學術領域中,而是讓熱愛運動的普羅大眾更健康快樂地運動。
中長距離鐵人賽的勝負關鍵,自行車配速可以說是非常重要的一環。因為自行車距離不是 90km 就是 180km,配速快一點慢一點也許就會差到數十分鐘。另外如果配速失誤,跑步正常發揮與抽筋爆掉,21km/42km 差距更是可能拉大到半小時甚至 1-2 小時,因此,自行車段要如何配速真是要好好研究一番。
一般來說,在 113km 的半程超鐵賽,也就是 Half Ironman 距離,自行車段 90km 的配速,我們會建議選手控制在 FTP 75% 強度左右,才能在比賽有正常發揮。當然如果你是自行車訓練非常札實、跑步實力也很強的選手,也可以控制在 80% 左右去騎乘。
那我們要如何判斷跑步有沒有正常發揮呢? 我都是這樣判斷,半程超鐵的最後 21km 路跑成績,比起你的半馬最佳成績來看,多出 15% 以內都算正常發揮。如果在 10% 以內就是神級表現,超過 20% 都可以算是爆掉,超過 30% 就算是去散步健行的。
以我這幾年帶過的學生來說,最後半馬能夠跑在 PB 的 10% 以內也是有,但是真的很少,一般可以在 15% 以內就算是非常不錯的發揮。 剛好月初我有多位課表學員參加這次 IM70.3 台東站,就拿他們的數據來分析不同配速後,跑步段的表現如何。
首先我們看自行車段的配速 IF,最低是 0.70、也就是 NP 是 FTP 的 70%,最高是 0.88。跑步表現最佳的 C 與 D 選手,分別配速是在 0.70 與 0.76,都是在合理甚至偏低範圍。跑步爆最慘的自行車是用 0.88 去配,幾乎是 All-out 全開。另外他因為習慣用低轉速 70rpm 左右騎車,也是爆掉的一個重要關鍵。另外二位騎到 0.80 以上的,跑步也都跑得不好。
再來看一下變動指數 VI,一般我們建議最好能控制在 1.05 以下,也就是全程穩定輸出。跑步表現較佳的二位 C/D 選手,都穩定控制在 1.05/1.03。二位選手在 1.10 以上的,跑步也都表現比較差。IM70.3 台東的路線算是相當平坦,途中會遇到兩次上下坡,但是要控制在 1.05 以內其實並不難。 這次表現最好的 C 與 D 選手,剛好也是我的課表學員中,訓練最穩定與扎實的,可以發現如果平常訓練很穩定,生活很正常,比賽可以有好表現的機會就比較高。而 D 選手甚至騎車最後十幾公里還爆胎降速騎完,成績並沒有太大影響。
雖然說正常建議自行車配速是在 75% FTP,不過你有沒有想過,假設用 80% 去騎,或是用 70% 甚至 65% 去騎,對於整體成績影響如何? 這個其實很難有定論,如果沒有真的去嘗試也很難知道結果怎樣。
對於幾位訓練比較札實,自行車與跑步成績都很不錯的選手,我會建議他們可以挑戰 80% 配速。如果是跑步原本就稍弱的,我會建議用 70% 穩穩完成,希望跑步可以穩穩跑完。有時候騎車犧牲個 3-5 分鐘,跑步反而可以快 10-15 分鐘,算是一個很不錯的交易。
以上數據可以給大家參考一下,其實配速並沒有規定一定要多少,但是每個人可以根據自己的能力如何、訓練狀況、甚至要考量當天氣候與風勢,決定最適合自己的配速。