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VO2max 的科学:你的引擎天花板到底有多高,还能不能再往上推?

訓練科學

VO2max 的科学:你的引擎天花板到底有多高,还能不能再往上推?

教练开场:那个被 VO2max 数字绑架的学员

几年前我带过一位学员,姑且叫他阿哲。他是工程师,数字脑,第一次量测仪器吐出 VO2max 52 mL/kg/min 的时候,他整个人像被判了无期徒刑。「教练,网络上说 Kona 选手都 70 起跳,我这辈子是不是没救了?」

我记得那天我没有马上回答他的问题,反而问他:「你上一场 226 超铁几个小时完赛?」他说 11 小时 40 分。我说:「那你知道吗,你这个 VO2max,如果配速策略、补给、跑姿再修一修,你有机会压进 11 小时。而隔壁那位 VO2max 58 的,上场爆掉在 40 公里处,走回终点,13 小时。」

这就是我带了十五年选手、从初铁完赛带到 Kona 资格,一路看下来最想先讲清楚的一件事:VO2max 是一个重要的生理指针,但它远不是你成绩的判决书。 它是引擎的最大排气量,但比赛比的是你能用这台引擎跑多久、多有效率、多会分配油门。

这篇文章我想带你完整看懂 VO2max 这回事:它到底由什么决定、天花板有多高、能不能练上去、练上去要多久,以及——最重要的——它跟你的完赛成绩到底是什么关系。我会给你实际的课表范例、常见的训练错误,还有针对不同程度选手的具体行动建议。看完之后,希望你能像阿哲后来一样,把注意力从「那个数字」移回到「怎么跑得更好」。

观念基础:VO2max 到底在量什么?

一句话定义

VO2max,最大摄氧量,指的是你的身体在极限强度运动下,每分钟能够摄取、运送并利用的最大氧气量。单位通常是 mL/kg/min(每公斤体重每分钟摄取几毫升氧气),也有人用绝对值 L/min(每分钟几公升)。

为什么要看氧气?因为有氧代谢——把糖类和脂肪跟氧气结合、产生 ATP 供肌肉收缩——是你在长时间耐力运动中主要的能量来源。氧气进得越多、用得越好,你能持续输出的功率或配速理论上就越高。所以 VO2max 常被形容为「有氧引擎的最大排气量」。

这台引擎由哪些零件决定?

VO2max 不是单一器官的成绩,它是一整条「氧气输送链」的综合表现。我通常跟学员这样拆解:

  • 心脏(帮浦):最大心输出量是决定 VO2max 的头号因素。心输出量 = 每跳输出量(每搏输出量)× 心率。菁英耐力选手的心脏左心室较大、每一跳能打出更多血液,这是他们引擎大的内核原因。
  • 血液(载具):血红素浓度与总血量。血红素负责挂载氧气,总血量越大、红血球越多,一趟能运的氧就越多。这也是为什么高地训练、以及某些违禁的血液操作会影响这个数字。
  • 血管与微循环(输送管线):肌肉微血管密度决定氧气能不能有效地送到工作肌纤维旁边。
  • 肌肉(终端工厂):粒线体的密度与品质、有氧酶的活性、肌纤维类型。氧气送到了,还要有够力的工厂把它用掉。
  • 肺(进气口):对绝大多数健康的一般人与业余选手而言,肺其实不是瓶颈。少数顶尖选手在极限下会出现运动性动脉血氧下降,但那是另一个层次的问题。

关键重点:对大部分人来说,VO2max 的天花板主要卡在「心脏能打多少血」和「血液能载多少氧」,而不是「肺能吸多少气」。这也解释了为什么提升 VO2max 的训练,本质上是在逼心脏和血液系统适应。

我常跟学员打一个比方:想像一条输水管线从水库(心脏)经过主干管(大血管)、分支管(微血管)最后灌到田里(肌肉)。任何一段被卡住,整条线的最大流量就被那一段限制住。训练的意义,就是把水库扩容、把管线加粗加密、把田里的引水闸门开更多。这也是为什么单靠一种训练刺激很难把 VO2max 一路推到天花板——你得同时照顾到这条链上的每一环,这需要时间、需要周期化、需要耐心。

为什么分母是体重?

因为在跑步、爬坡这类需要对抗重力的运动,你得带着自己的体重移动。同样一颗 5.5 L/min 的引擎,装在 55 公斤的人身上是 100 mL/kg/min,装在 75 公斤身上就剩 73 mL/kg/min。这是为什么登山车、爬坡型公路赛、马拉松选手往往精瘦——不是他们引擎特别大,而是他们的「排气量除以车重」特别漂亮。

在三铁里这件事很有趣:游泳是水平、有浮力支撑,体重影响相对小;自行车在平路上主要看绝对功率与空气力学;只有到了跑步和爬坡,体重才会狠狠地放大或缩小你的相对 VO2max。所以我从来不叫学员无脑减重去追那个 mL/kg/min 数字,那常常是捡了芝麻丢了西瓜。

天花板有多高?先看看人类的极端值

让我们先创建座标。根据运动科学界流传的纪录,人类实验室量测到最高的 VO2max 出现在耐力运动员身上,数字高得有点不像话:

对象 VO2max(mL/kg/min) 运动项目
一般久坐成年男性 35–45
一般久坐成年女性 27–38
认真练的业余铁人 50–60 三铁
职业耐力选手(男) 70–85 公路车/马拉松
Greg LeMond(环法冠军) 约 92.5 公路自行车
Bjørn Dæhlie(越野滑雪传奇) 约 96 越野滑雪
Oskar Svendsen(挪威,18 岁量测) 约 97.5 公路自行车
女性最高纪录(Joan Benoit,1984 奥运马拉松冠军) 约 78.6 马拉松

(数值整理自 topendsports 世界 VO2max 纪录汇整,见文末参考数据。)

有几个观察值得你记住:

第一,最高值几乎都出现在越野滑雪选手身上。原因很简单——越野滑雪同时大量动用上半身与下半身肌群,动员的肌肉量越大,需要的氧气越多,量出来的 VO2max 就越高。这也提醒我们:VO2max 有一部分是「你这个测验动作能动员多少肌肉」的函数,而不只是引擎本身。

第二,那个 97.5 是 18 岁量到的。 这件事我常拿来跟年轻选手讲:你的引擎潜力有很大一部分在你出生时就写进基因里了,年轻、有天赋、加上系统化训练,才有机会摸到这种天花板。

第三,女性纪录约在 78.6。 这不是说女生比较弱,而是生理上女性血红素浓度较低、体脂率天生较高,这两者都会压低 mL/kg/min。同样的训练刺激,男女的绝对天花板本来就不同,拿男性纪录去要求女性选手是不公平也不科学的。

对我们这些凡人来说,这张表的意义不是叫你去追 90,而是让你认清:你的绝对天花板可能落在 55、65 或 75,那一大半是基因决定的;但你现在离自己的天花板还有多远,那才是训练能动的部分。

训练可塑性:能练上去吗?能,但幅度因人而异

这是整篇文章最关键、也最常被误解的部分。我用一个著名的大型研究来说明。

HERITAGE 家族研究告诉我们的事

有一个叫做 HERITAGE 的家族研究,让一大群原本没在运动的受试者做了 20 周标准化的有氧训练,然后观察他们 VO2max 的变化。结果非常有启发性:

  • 平均而言,VO2max 大约提升了 400 mL/min(绝对值),这是一个扎实的进步。
  • 个体差异巨大:有些人几乎没进步,有些人却进步超过 1000 mL/min(1.0 L/min)。同样的课表,天差地远的反应。
  • 研究还发现,这种「训练反应性」本身有明显的家族聚集性——家族之间的变异是家族内部的 2.5 倍,也就是说,你会不会对训练有反应,一部分也是遗传的。
  • 这个研究估计,VO2max 训练反应的可遗传性大约是 47%

把这几点合起来,我想传达的是:

第一,VO2max 几乎每个人都能练上去,这是好消息。 只要你原本没在动,开始规律训练,引擎变大几乎是保证的。

第二,进步幅度因人而异,这是必须接受的现实。 有些人天生就是「高反应者」,练一点进步一大截;有些人是「低反应者」,要花更多力气才能挤出同样的进步。这不是你的错,也不是你不够努力,是基因彩票。

第三,天花板也是遗传的。 你的起点高不高、上限在哪,基因都插了一脚。这就是为什么有些人第一次做测验就 60 几,有些人拚了老命也只到 50 出头。

一般人到菁英,可塑性的量级

用我带选手的经验给你一个粗略的座标(范围值,不是精确保证):

起始状态 系统化训练 6–12 个月后可能的相对提升 备注
完全久坐、刚开始 +15% 至 +25% 新手红利最大,前半年最有感
已有基础的业余选手 +5% 至 +15% 需要更结构化的高强度刺激
训练多年的资深选手 +1% 至 +5%,甚至持平 逼近个人天花板,边际效益递减

这张表最残酷也最重要的一列是最后一列。练越久、越接近你的天花板,VO2max 就越难再往上推。 一个已经练了五年、VO2max 卡在 62 的选手,想再逼到 65,可能要付出比新手从 45 练到 55 还多的努力,而且不一定成功。

这时候聪明的教练会做什么?不是继续死磕那 3 分的 VO2max,而是转去优化「你能用多少百分比的 VO2max 持续跑」——也就是乳酸阈值与运动经济性。这是下一段的重点。

高地、热环境与血液:那些会「移动」数字的变因

还有几个因素会让 VO2max 上下浮动,值得认识,才不会被短期波动吓到:

  • 海拔高度:氧气分压随海拔下降,同一个人在武岭(约 3275 公尺)测到的 VO2max,会比在平地低。这是为什么许多菁英选手安排「高住低练」——住在高地刺激红血球生成,训练回到低地维持强度。但高地适应因人而异,没监控盲目上山反而可能练坏。
  • 血量与水分状态:脱水会直接压低血浆量、降低每搏输出量,量测前一天喝不够水,数字就难看。这也是台湾夏天做测验要特别注意的地方。
  • 贫血或铁质不足:血红素低,载氧能力就低,VO2max 跟着掉。耐力选手(尤其女性与素食者)铁质流失风险较高,长期不明原因的体能下滑,值得请医师抽血检查铁蛋白。
  • 当下的疲劳与生病:一场重感冒、一周睡不饱,都会让当天测出来的数字偏低。单次量测受状态影响很大,看趋势永远比看单点可靠。

这些提醒的内核是:VO2max 不是一个刻在石头上的数字,它会随着你的血量、水分、海拔与状态上下移动。 别把某一天的量测当成命运判决。

VO2max 与成绩的真实关系:别再拿它当成绩单

三个决定耐力成绩的因素

运动生理学界有个广为接受的框架:长距离耐力成绩由三个因素共同决定:

  1. VO2max:引擎的最大排气量。
  2. 乳酸阈值(或功能性阈值):你能持续维持在最大摄氧量的多少百分比而不崩盘。这决定你在比赛中「可持续」的配速上限。
  3. 运动经济性:同样的配速下你耗多少氧、多少能量。经济性好,等于同一台引擎跑得更省油、更远。

我常用开车比喻:VO2max 是引擎最大马力,乳酸阈值是你能长时间巡航的转速上限,运动经济性是这台车的油耗。三缺一都跑不快。

为什么 VO2max 高不一定跑得快

回到开场的阿哲。VO2max 52 的他跑赢了 VO2max 58 的对手,关键就在后两项。菁英马拉松选手能够在约 80% 至 90% VO2max 的强度下维持整场比赛,而一个训练不足的人可能跑到 70% VO2max 就开始堆积乳酸、配速崩掉。同样一颗 60 的引擎,一个能用 85%(等效 51)持续跑,一个只能用 72%(等效 43)持续跑,比赛结果天差地远。

这就是为什么在同一群水准接近的选手里,VO2max 往往无法预测谁跑得快。 当大家引擎都差不多大的时候,比的是谁的阈值高、谁跑得省。VO2max 比较像是「入场券」——它决定你有没有资格待在这个竞技场,但进场之后排名靠的是别的东西。

内核观念:VO2max 决定你的潜力上限;乳酸阈值与运动经济性决定你能兑现多少潜力。业余选手常犯的错,就是把所有注意力放在拉高上限,却让「已开发的比例」低得可惜。

实务方法:想提升 VO2max,该怎么练?

好,观念讲完,来点干货。如果你评估后确实需要拉高 VO2max(通常是引擎明显偏小、或想突破天花板的资深选手),内核原则只有一句话:你必须让身体实际待在接近 VO2max 的强度够久,逼心脏与循环系统适应。

强度该落在哪里?

提升 VO2max 最有效的强度区间,大约落在 90% 至 100% VO2max,换算成心率大约是最大心率的 90% 至 95%,主观感受是「非常喘、只能维持 3 到 8 分钟」的那种痛苦。太轻松刺激不够,太重(如纯冲刺)又变成无氧、待不够久。

重点在于累积在这个区间的总时间。研究与实务都指向:一堂课里如果能在接近 VO2max 的强度累积 15 至 25 分钟的有效时间,刺激就足够了。这通常靠间歇来达成,因为没人能连续在这个强度撑 20 分钟。

经典 VO2max 间歇课表范例

以下是我实际会开给不同项目选手的课表,强度以主观费力程度与心率区间描述(请依个人测验数据调整,数值为范例):

课表名称 项目 内容 目标区间 适合对象
5×3 分钟 跑步 3 分钟快跑 + 3 分钟慢跑恢复,共 5 组 90–95% 最大心率 有基础的跑者/铁人
4×4 分钟(挪威式) 跑/骑 4 分钟高强度 + 3 分钟恢复,共 4 组 90–95% 最大心率 想拉引擎的中阶选手
30/30 间歇 跑/骑 30 秒快 + 30 秒慢,连续 10–20 次为一组 95–100% VO2max 高端、需高总量刺激
6×5 分钟(自行车) 骑车 5 分钟高功率 + 3–5 分钟恢复,共 6 组 接近 VO2max 功率 公路/铁人单车段
8×2 分钟 跑/骑 2 分钟全力 + 2 分钟恢复,共 8 组 逼近 100% VO2max 赛季前尖峰周期

操作要点

  • 频率:一周 1 到 2 次 VO2max 间歇就够,绝对不要天天做。这种课对神经与循环系统压力很大,恢复不足会反效果。
  • 恢复:组间恢复不要完全站着不动,慢跑或轻踩能帮助你下一组更快回到目标区间。
  • 周期化:VO2max 课通常放在赛季前的「打造引擎」阶段密集操作 4 到 8 周,接近比赛时再转向阈值与比赛配速。
  • 地基优先:如果你连 80% 的训练量都还是拼命练高强度,那才是问题。有氧基础(Zone 2 大量低强度)是承载这些高强度课的地基,地基不稳,间歇只是在挖坑给自己。

台湾在地的实战场景

在台湾练 VO2max,我通常会这样安排:

  • 跑步间歇:找一段平缓的河滨车道(大佳、新店溪、爱河沿岸都行)或田径场,早晨或傍晚避开日正当中。夏天台湾湿热,同样的心率下体感强度会被热压力垫高,配速一定要往下修,别硬追冬天的数字。
  • 爬坡间歇:北部的风柜嘴、阳金公路,中部的能高越岭、南部的中寮山,都是天然的 VO2max 训练台。找一段能稳定爬 4 到 5 分钟的坡,用「4×4」的概念反复爬,坡度会自动帮你维持在高强度。
  • 自行车:武岭、塔塔加这种长爬坡是拉引擎的绝佳场地,但一般周间我更常叫学员上训练台做结构化间歇,因为户外红绿灯与路况会破坏间歇的连续性。

台湾气候提醒:五月到九月的湿热是隐形杀手。高温高湿会让心率在同样配速下飙高、内核体温上升更快,你以为在练 VO2max,其实可能在练「耐热兼脱水」。夏天做高强度间歇,务必缩短组数、加强补水与电解质,并优先选清晨。

常见错误与修正

带了这么多选手,以下这些错误我几乎每季都会遇到,一个一个帮你拆解。

错误一:把 VO2max 当成唯一 KPI

症状:每次量测只看那个数字,数字没涨就焦虑,甚至怀疑训练没用。

修正:把它降级成「其中一个」指针。同时追踪你的阈值配速、同心率下的配速(经济性代理指针)、以及最重要的——实际比赛成绩。我常跟学员说:VO2max 是体检报告的一项,不是你的期末总分。

错误二:所有课都练成高强度

症状:以为要拉引擎就要每天喘,轻松跑觉得「浪费时间」。

修正:这是业余选手最致命的错。菁英选手约 80% 的训练量是低强度、只有约 20% 是中高强度(极化训练的概念)。全部练高强度的结果是——你永远处在灰色地带,太重无法有效发展有氧基础,太轻又不足以真正刺激 VO2max,最后卡住还加速过度训练。慢的要够慢,快的才快得起来。

错误三:为了 mL/kg/min 拼命减重

症状:看到分母是体重,就想靠减重把数字做漂亮。

修正:适度的身体组成优化有帮助,但过度限制热量会流失肌肉、压低荷尔蒙、破坏训练品质,甚至走向相对能量不足(RED-S)。引擎缩水比车变轻更惨。体重管理要跟营养师与教练一起,用长期、可持续的方式做,不是赛前一个月的自残式节食。

错误四:间歇强度抓错

症状:VO2max 间歇跑成了冲刺(太快,变无氧、待不久),或跑成了节奏跑(太慢,刺激不到)。

修正:VO2max 间歇的正确体感是「第 2 到 3 组开始很想放弃,但咬牙还能维持设置配速到最后一组」。如果第一组就全力冲到吐,你抓太快了;如果做完八组还游刃有余,你抓太轻了。用心率与配速双重确认,别只靠感觉。

错误五:忽略恢复与睡眠

症状:课表排好排满,一周三次高强度,睡眠六小时,还纳闷为什么不进步。

修正:VO2max 的提升发生在恢复期,不是在课表当下。心脏的适应、血量的扩张,都需要睡眠与营养支持。睡眠不足时,同样的课表只会累积疲劳、拉不动引擎。恢复不是偷懒,是训练的一部分。

给不同程度选手的行动建议

没有一体适用的答案,让我按程度分别给你具体方向。

如果你是刚入门的新手(初铁、完赛导向)

  • 别急着练 VO2max 间歇。 你现在最大的红利在有氧基础。花前 3 到 6 个月大量累积轻松、能聊天的低强度里程,引擎自然会长。
  • 这个阶段的 VO2max 进步幅度是所有阶段里最大的(可能 +15% 到 +25%),而且大多来自「规律运动」本身,不需要复杂课表。
  • 重点放在创建习惯、学会用心率或体感控制强度、把游骑跑三项的技术打好。 完赛靠的是耐力与配速,不是爆发力。

如果你是有基础的中阶业余选手

  • 你可以开始一周安排 1 次 VO2max 间歇(如 5×3 分钟或 4×4 分钟),放在赛季前的建构期。
  • 但同时,认真投资你的乳酸阈值训练(节奏跑、甜蜜点骑乘),这对成绩的边际效益往往比再挤 VO2max 更高。
  • 开始追踪「同心率下的配速」,这是你运动经济性有没有进步的实用指针。经济性进步,即使 VO2max 没动,你也会变快。

如果你是资深、逼近天花板的选手

  • 接受一个现实:你的 VO2max 可能已经接近个人上限,硬拉的边际效益很低。
  • 把训练重心放在:提高阈值占 VO2max 的百分比、优化比赛配速运行、精进补给策略、加强比赛专项的肌力与经济性。
  • VO2max 间歇仍然保留在课表里,作为「维持引擎、避免退化」的刺激,但它不再是你追求突破的主战场。
  • 这个阶段,比赛成绩的突破更多来自「把已有的引擎用得更淋漓尽致」,而不是「把引擎变更大」。

给所有人的通则

训练优先级 新手 中阶 资深
有氧基础(Zone 2) ★★★ 最优先 ★★★ 地基 ★★★ 永远的地基
VO2max 间歇 ★(暂缓) ★★ 一周 1 次 ★★ 维持用
乳酸阈值训练 ★★★ 高报酬 ★★★ 主战场
运动经济性/技术 ★★★ ★★★ ★★★
恢复与睡眠 ★★★ ★★★ ★★★

一个常被问的 FAQ 小节

Q:手表估的 VO2max 准吗?

A:消费级手表用心率与配速的关系去「推估」VO2max,跟实验室的呼吸气体分析是两回事,绝对值常有误差。但它的「趋势」有参考价值——如果你同一支表、同样的量测习惯,数字持续往上,通常代表你的体能在进步。看趋势,别钻绝对值。

Q:VO2max 会随年龄下降吗?还救得回来吗?

A:会,成年后大致每十年会自然下滑一定比例。但好消息是——规律的耐力训练能大幅延缓这个下滑,许多五、六十岁的资深耐力选手 VO2max 仍远高于二十几岁的久坐者。年龄是逆风,但训练是你手上最强的桨。

Q:三铁选手要为三个项目各别练 VO2max 吗?

A:VO2max 有一部分是中央(心脏、血液)的、可以跨项目共享,也有一部分是周边(特定肌群)的、有专项性。实务上,你的跑步 VO2max 和骑车 VO2max 不会完全一样。建议把高强度刺激分配在你最弱、最需要进步的项目上,同时保留其他两项的基础量。

Q:只做重量训练能提升 VO2max 吗?

A:纯肌力训练对 VO2max 的直接提升有限,它主要贡献在肌力、经济性与伤害预防。VO2max 的提升还是得靠让心肺循环系统实际承受有氧压力的训练。但肌力训练是耐力选手不该省略的一环,别误会。

Q:多久量一次 VO2max 比较合理?

A:对业余选手来说,一个训练周期(大约 8 到 12 周)量一次就很够了。太频繁量测意义不大,因为短期波动(水分、疲劳、当天状态)会盖过真正的训练适应。我通常安排在建构期开始前测一次当基准,周期尾声再测一次看趋势。与其执著于每周的数字,不如用「固定路段的计时」或「同心率下的配速」这类实战指针,那更贴近你真正在意的比赛表现。

Q:我 VO2max 明明不错,比赛却总是后段崩掉,问题出在哪?

A:这几乎是我最常听到的抱怨,答案十之八九不在引擎,而在三件事:一是配速太贪心,前段用超过阈值的强度跑,帐迟早要还;二是补给没到位,长距离掉速常是肝糖耗尽与脱水,不是引擎不够力;三是有氧基础不够厚,你的引擎大但续航差。这三件事修好,往往比再拉高 VO2max 对成绩更有感。引擎大却后段崩,通常是「油箱设计」和「驾驶技术」的问题,不是「马力」的问题。

结语:把数字放回它该在的位置

回到阿哲。后来那一季,我没有让他多练几堂 VO2max 间歇去追那个数字。我们把重心放在拉高他的阈值配速、修正他前半程冲太快的老毛病、把补给练到不再赛中掉速。他的 VO2max 从 52 只微幅上升到 54,但他的 226 成绩从 11 小时 40 分进步到 10 小时 52 分。

那个进步,几乎没有一分是来自「引擎变大」,全部来自「更会用引擎」。

这就是我最想留给你的一句话:VO2max 决定你的天花板有多高,但决定你能站多高的,是你如何训练、配速、补给与恢复。 天花板一半写在基因里,你动不了;但你离天花板还有多远、你能把那台引擎用到几成,那全部握在你自己手上。

认清这件事之后,你会活得比较不焦虑,也会练得比较聪明。别再被一个数字绑架了——去把该练的阈值练起来、把该修的技术修好、把该睡的觉睡饱。你会发现,成绩会替你回答那个「我还能不能更快」的问题。

下次量测,如果数字没涨,别失望。看看你的比赛成绩。那才是真正的期末总分。而如果你今天只能记住一句话,我希望是这句:先把地基盖厚、把阈值练高、把技术修稳、把觉睡饱,VO2max 这个数字,会在你把该做的事情都做对之后,自己找到它该去的地方。


本文为教育性内容,不能取代医师、物理治疗师或营养师的个别评估。训练强度与课表请依个人健康状况与专业指导调整。

参考数据

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