方 慧，全明辉，周 傥，孙顺利，刘 微，王 茹，陈佩杰



儿童体力活动变化趋势特征及其对体适能影响的追踪研究

方 慧1,2，全明辉2，周 傥2，孙顺利2，刘 微2，王 茹2，陈佩杰2

1.上海师范大学, 上海 200083; 2.上海体育学院, 上海 200438

目的：探讨自学龄前至小学阶段的3年间儿童静态行为与各强度体力活动水平的总体变化趋势与特征，分析中高强度体力活动不同变化趋势、追踪阶段BMI分组对儿童体适能各指标的影响及其交互作用。方法：在上海市7所幼儿园募集的共306名学龄前儿童中，参与基线与追踪两阶段研究的有效受试对象为127名（男童79名，女童48名），两阶段采用美国产ActiGraphGT3X＋客观测量日常体力活动水平，并完成相应年龄段的力量素质、速度/灵敏素质、柔韧素质、有氧耐力等各项体适能测试。以3年间中高强度体力活动（MVPA）变化趋势分组、BMI分组为自变量，追踪阶段体适能指标成绩为因变量，基线体适能指标成绩为协变量，进行多因素协方差分析。结果：无论学习日或双休日，儿童在基线阶段的静态行为时间显著低于追踪阶段，而低强度体力活动（LPA）时间和中高强度体力活动（MVPA）时间则显著高于追踪阶段（均＜0.01）。男童学习日和双休日MVPA时间均显著高于女童（=3.55，＜0.01；=2.86，＜0.01）。MVPA趋势分组、BMI分组对男童握力影响的主效应显著（=2.736，＜0.05；=4.753，＜0.05）；MVPA趋势分组、BMI分组对男童上肢腰腹力量影响的主效应与交互作用均显著（=3.126，＜0.05；=5.705，＜0.05；=7.038，＜0.01）；MVPA趋势分组对男童速度/灵敏素质影响的主效应显著（=3.463，＜0.05）。MVPA趋势分组、BMI分组对男童有氧耐力的影响存在显著交互作用（=2.837，＜0.05）。结论：3年间，儿童在学习日、双休日的静态行为时间呈显著上升趋势，而LPA、MVPA时间均呈显著下降趋势。随年龄增长，儿童学习日的LPA、MVPA时间相关性显著，而静态行为时间相关性不显著。持续活跃的MVPA水平或提升MVPA时间对于男童的握力、上肢腰腹肌肉力量、速度/灵敏素质均具有正向积极影响。提升MVPA时间对正常体重男童的上肢腰腹肌肉力量、有氧耐力水平具有正向积极影响，但对于超重肥胖男童则不显著。

体力活动；趋势；体适能；追踪研究

1 前言

童年期的体力活动不足、超重肥胖与有氧耐力水平低下，尤其是两者及以上的组合，被认为是成年期慢性心血管疾病发生的重要危险因素[8]。体力活动、体适能与运动能力发展的互惠模型表明：三者的关系在个体童年期间密不可分、相辅相成、协同发展。一方面，在体力活动与动作技能发展水平两者的动态关联间，体适能状况可能是一个不容忽视的重要中介因素，这一关联在个体生命早期可能相对较弱，但会随年龄增长而不断增强[37]；另一方面，儿童时期的体力活动也是动作技能发展与体适能水平提升的重要决定因素，生命早期各类探索性运动经验的获得与积累能够促进儿童基本动作模式形成与成熟，进一步激发儿童参与体力活动的意愿与动机，进而对体适能水平产生正向积极效应[40]。对个体而言，由于体力活动是一个可控的外部行为因素，因此，深入研究与探讨体力活动、体适能水平、动作技能发展状况及其随年龄增长的复杂关联，对于更有针对性地推动儿童青少年体力活动、肥胖干预与健康促进具有长足而深远的影响。近年来，有关学龄前与学龄阶段儿童的体力活动与体适能关系的研究得到了学界的广泛关注与重视，然而，对于两者关联的研究却始终缺乏足够的纵向研究数据支持[10,39,41]。事实上，由于儿童的体格发育、各器官功能完善与基本动作技能发展始终处于持续性动态变化中，其日常体力活动水平与体适能各成分（身体成分、力量、速度、有氧耐力等）之间的关联可能并不是一成不变的，而会伴随时间、年龄等因素发生相应改变，因而，其研究结论在呈现方式上应具有高度的年龄与发展特异性，即使对相近年龄段的结论也不可轻易照搬。这就意味着，面向这一特定年龄段的横断面研究结论缺乏足够说服力，对于这一问题的深刻认识需要以大量纵向研究结论为前提。

作为儿童成长的重要阶段，自学龄前至学龄期间，儿童经历了以游戏为基本活动的幼儿园课程到以学科学习为主的小学课程之间的衔接与过渡，年龄增长、环境变化与学业负担增加等因素必然会对其包括体力活动行为在内的生活方式产生深刻影响。据此，本研究主要采用纵向设计，对学龄前至学龄（5～8岁）3年间的儿童体力活动与体适能状况进行追踪观察，旨在了解此阶段儿童体力活动水平的变化趋势与特征，并在此基础上深入探讨不同的体力活动变化趋势、BMI分组对儿童体适能各成分的影响及其交互作用。

2 研究对象与方法

2.1 对象招募

本研究为“学龄前儿童身体活动对体质及认知发展的影响研究”（Trial Registration:ChiCTR-OOC-15007439）课题项目的纵向追踪研究阶段[44]。本项目自2013年9月始，总体分为基线与追踪两大阶段进行。基线阶段，课题组首先走访上海市东北片区幼儿园，经与园长沟通同意后向合作幼儿园教师介绍研究项目主要内容，同期召开家长会，向家长详细说明研究目的与流程，并确保儿童参与的自愿性、保密性与无害性，所有受试者经家长同意参与此研究项目并签署知情同意书，研究过程中受试者如有不适可随时无条件退出。项目最终共招募7所幼儿园的306名学龄前儿童。基线阶段的各项测试与数据搜集工作于2013年10月～2014年6月期间进行，之后留取愿意继续参加后期追踪研究的受试对象父母联系方式，并定期随访。自2016年10月始，进入追踪阶段，课题组再次陆续致电受试者家长，沟通测试相关事宜。有别于基线阶段组织化的测试流程，由于此时受试儿童已进入小学阶段并分散于各个学校，不便前往各校进行集中测试，因而改为由家长双休日携带儿童至上海体育学院运动科学健身馆体质测试中心进行，追踪阶段所有测试于2017年5月完成。考虑到生长发育差异可能对体适能状况存在的影响，而与生长发育相关的环境因素主要有营养、疾病、药物等，本研究队列在基线阶段均来源于正常健康儿童，有个别儿童由于在追踪3年期间罹患内分泌疾病或服用激素药物等情况，经课题组人员与家长沟通后建议其退出研究。此外，由于搬迁、转学等客观因素，最终参与追踪测试的儿童共计138名。前、后两阶段所有测试数据均完整有效的样本人数总计127名（男童79名；女童48名）。

2.2 测试指标与方法

2.2.1 体力活动水平测量

基线阶段与追踪阶段的儿童体力活动水平均采用三轴加速度器ActiGraphGT3X+（Actigraph LLC，Pensacola，FL）连续佩戴7天进行客观测量。为最大限度地避免季节、气温等外部因素对测量结果的影响，两阶段加速度计测量的月份均保持一致。测试前完成仪器初始化设置，仪器通过可伸缩弹性带佩戴于儿童右侧髂嵴部。基线测试阶段，由于受试者年幼，因而先由工作人员召开家长会，向教师与家长详细讲解测试内容与程序，指导其如何佩戴和摘除测试仪器，并告知除洗澡、游泳和睡觉外其他时间都应佩戴（一般为7：00～21：00），测试过程均由受试者教师或家长协助完成，工作人员在7天测试结束后的第8天集中进行回收。追踪测试阶段，由工作人员向受试者发放加速度计，并提醒各项佩戴注意事项，测试过程仍由家长协助完成，7天测试结束后，由家长配合将加速度计归还至体质测试中心。数据收集完毕，采用Actilife（Version 6.11.5）下载原始数据，按照进行数据初步处理与筛选，本研究中加速度计参数设置如下：1）采样频率设定为30 Hz；2）基线阶段采样间隔为1 s，追踪阶段采样间隔为10 s；3）日平均Count计数不超过20 000 counts per minute，每日佩戴时间须≥480 min，否则视为无效数据；4）至少有2个有效工作日和1个有效周末日数据。对于测量数据不符合上述要求或有缺失数据的受试者，在征得家长同意后进行相应补测。加速度计各项参数设置中，以不同体力活动强度界值点对研究结果影响最大，参考学界已发表的学龄前以及学龄儿童体力活动测量方法学综述的甄别与比较[19,22,35]，本研究选择相应年龄段使用最普遍合理的参数作为划分静态行为（Sedentary Behavior）、低强度体力活动（Light Physical Activity，LPA）、中高强度体力活动（Moderate-to-Vigorous Physical Activity，MVPA）和高强度体力活动（Vigorous Physical Activity，VPA）的界值点（基线阶段依据Pate[34]提出，设置MVPA和VPA界值点分别≥1 680 CPM和≥3 368 CPM；追踪阶段依据Evenson[14]提出，设置MVPA和VPA界值点分别≥2 296 CPM和≥4 012 CPM；静态行为界值点均设置为≤100 CPM），以保证研究结果的准确性及与同类研究的可比性。

2.2.2 体适能水平测试

儿童体适能测试主要包括两部分：健康相关体适能（身体成分、力量、柔韧性、有氧耐力）与技能相关体适能（速度/灵敏、爆发力）。基线和追踪阶段的测试分别安排在各幼儿园场地和体质测试中心进行，由专业工作人员全程组织实施。两阶段的形态学指标测量采用“健民牌”综合体质评估系统中的身高、体重测量仪（国家国民体质监测指定器材）进行。基线阶段测试过程均严格参照《国民体质测定标准手册（幼儿部分）》[1]，进行网球投掷、立定跳远、坐位体前屈、10 m往返跑等测试。追踪阶段的测试过程均严格参照《国家学生体质健康标准》（2014年修订）[2]，进行坐位体前屈、50 m跑等测试。需要说明的是，由于现阶段我国对于学龄前与学龄儿童两年龄段的体适能测试项目存在一定程度的不延续性，如网球投掷、立定跳远均为学龄前测试项目，而并非二年级小学生的测试项目，但考虑到本项目两阶段研究中体适能指标数据呈现的完整性，故在追踪阶段仍进行相应项目测试。

在上述测试项目基础上，为了更全面、系统地考察儿童的体适能状况，本研究两阶段中均增加了握力（上肢前臂肌肉力量）和20 m往返跑（有氧耐力水平）两项测试。由于上述两项标准操作手册中未涉及对握力与20米往返跑测试的具体操作流程，故在此作简要说明。1）握力测试：儿童两脚自然分开成直立姿势、两臂下垂，右手持握力器TKK-5401（Takei, Niigata, Japan）全力握紧，计握力器指针刻度，每位儿童测试2次，取最好成绩。2）20 m往返跑测试（20 mSRT）：20 m往返跑测试是目前国内外广泛采用的心肺耐力水平的有效测试方法[23]。该测试为一种递增负荷的极量运动，被证实与直接测定法测量的最大摄氧量高度相关（=0.69～0.87），能够有效预测研究对象的最大摄氧量，是一种较为理想且简便易行的评估有氧耐力的方法[26]。已有文献显示，近年来该项测试方法已被普遍运用于学龄和学前儿童群体，成为现阶段对儿童有氧耐力水平进行科学评估的常用测试手段[29]。测试时要求儿童在相隔20 m的距离间进行由慢至快的往返跑，在距两端点2 m处各画一条标志线，跑步节奏由美国Cooper研究所Fitnessgram测试组的原版录音带进行控制。由于受试儿童尚年幼，因此在正式测试前由受过专业培训的工作人员带领其进行充分的准备活动，并在测试过程中全程跟跑，以帮助儿童调整和控制跑速。测试时，当听到录音带“嘀”声指令后，开始由起始点跟随音乐节奏跑向对面标志点，须在“嘀”声出现前跑过对面标志线，并触碰端点处标志物后立即折返，并在下一次“嘀”声前跑过对侧标志线，再次触碰端点标志物，以此类推，反复进行。初始跑速设定为8.0 km/h，每分钟跑速节奏加快一个等级（0.5 km/h），随着音乐节奏不断加快，要求受试者不断提升跑速，经反复鼓励后儿童累计3次无法在“嘀”声出现之前跑过标志线或中途感到力竭无法坚持运动时停止测试，单程20 m为一圈，记录受试者最终完成的总圈数（laps）。

2.3 统计方法

研究采用SPSS 24.0软件对数据进行统计处理，对于符合正态分布的数据采用平均数±标准差（±）进行描述，对于不符合正态分布的数据采用中位数进行描述。采用独立样本检验对正态分布的人口社会学数据进行性别差异分析，配对样本检验和相关分析对基线与追踪阶段数据进行差异性分析。以追踪阶段各体适能指标成绩为因变量，MVPA变化趋势分组、BMI分组为自变量，各体适能基线指标成绩为协变量，进行多因素协方差分析，探讨MVPA趋势分组、BMI分组对不同性别儿童各项体适能指标影响的主效应以及自变量间的交互作用，主效应显著时进行Bonferroni各水平间的精细比较，当两因素交互作用显著时进一步进行简单效应检验。双侧统计检验显著性水平设定为＜0.05。

3 结果与分析

3.1 被试基本信息

参与基线与追踪两阶段研究的127名儿童受试者（男童79名，女童48名），基线平均年龄为4.63±0.46岁，基线平均身高、体重和BMI分别为112.21±5.30 cm、20.44±3.22 kg与16.17±1.79 kg/m2，性别间均不存在显著性差异。追踪阶段的平均年龄为7.73±0.44岁，追踪时的平均身高、体重和BMI分别为131.54±6.16 cm、29.48±5.96 kg与16.96±2.52 kg/m2，追踪阶段男童的身高、体重和BMI均显著高于女童（＜0.05，＜0.01，＜0.01）。男童的握力、网球掷远在基线与追踪阶段均显著高于女童（均＜0.01），而女童的坐位体前屈在基线与追踪阶段均显著高于男童（均＜0.01）（表1）。

表1 受试儿童基本信息

注：*表示＜0.05，**表示＜0.01，下同。

3.2 体力活动水平的变化趋势

独立样本检验结果显示（表2），基线阶段：儿童的总静态行为时间不存在性别差异（=0.828，＞0.05），男童学习日和双休日LPA、MVPA时间均显著高于女童（=2.10，＜0.05；=2.45，＜0.05；=2.3，＜0.05；=2.49，＜0.05）；正常体重儿童的双休日LPA时间显著高于超重肥胖儿童（=2.76，＜0.05）。追踪阶段：女童总静态行为时间和双休日静态行为时间均显著高于男童（= -2.53，＜0.05；=-5.53，＜0.01），学习日静态行为时间两性别间无差异（=-1.23，＞0.05）；男童学习日MVPA和双休日MVPA时间均显著高于女童（=3.55，＜0.01；=2.86，＜0.01），而学习日、双休日LPA时间则不存在性别差异（=1.86，＞0.05；=0.37，＞0.05）。配对样本检验结果表明：自学龄前至小学阶段的3年间，儿童学习日和双休日静态行为时间均呈显著上升趋势（=-2.71，＜0.01；=-3.09，＜0.01）；而学习日和双休日LPA、MVPA时间均呈显著下降趋势（=18.14，＜0.01；=11.11，＜0.01；=19.36，＜0.01；=15.49，＜0.01）。与此同时，相关分析显示：儿童在基线阶段与追踪阶段的总静态行为时间、学习日和双休日静态行为时间均无显著相关（=0.106，＞0.05；=0.017，＞0.05；=0.129，＞0.05），儿童在基线阶段与追踪阶段的总LPA时间、学习日LPA时间呈显著相关（=0.232，＜0.05；=0.205，＜0.05），总MVPA时间、学习日MVPA时间也呈显著相关（=0.361，＜0.01；=0.318，＜0.01），而基线阶段与追踪阶段的双休日LPA时间和MVPA时间则无显著相关（=0.11，＞0.05；=0.175，＞0.05）。

3.3 MVPA变化趋势、BMI对儿童体适能的影响及交互作用

已有研究显示，体力活动与体适能的关联存在强度依赖性[12,41]，结合本项目基线横断面研究结论[15]，即MVPA时间（较LPA时间）与儿童体适能的关联更为密切，追踪研究中将重点考察MVPA不同变化趋势对儿童体适能的影响。首先，分别依据基线与追踪阶段MVPA时间的中位数值将被试儿童各分为：基线MVPA活跃组（baselineActive）、基线MVPA不足组（baselineInactive）以及追踪MVPA活跃组（follow-upActive）、追踪MVPA不足组（follow-up Inactive）。之后，再根据MVPA变化趋势进一步分为4组，即持续活跃组（baselineActive-followupActive）、上升组（baselineInactive-followupActive）、显著下降组（baselineActive-followupInactive）和持续不足组（baselineInactive-followupInactive）。考虑到BMI也是体适能的重要影响因素[17]，依据《中国学龄儿童青少年超重、肥胖筛查BMI分类标准（2004）》中不同性别相应年龄段BMI界值，对追踪阶段儿童BMI数据进行二分类处理（正常体重与超重肥胖）。最后，以追踪阶段各体适能数据为因变量，MVPA变化趋势分组、BMI分组为自变量，各体适能基线数据为协变量，进行多因素协方差分析。结果表明（表3），MVPA趋势分组、BMI分组对于男童握力的主效应均显著（=2.736，＜0.05；=4.753，＜0.05），两者间不存在交互作用（=1.137，＞0.05），持续活跃组的握力水平显著高于持续不足组，超重肥胖组的握力水平显著高于正常体重组；MVPA趋势分组、BMI分组对于男童上肢腰腹力量的主效应均显著（=3.126，＜0.05；=5.705，＜0.05），且存在交互作用（=7.038，＜0.01）；BMI分组对于男童下肢爆发力的主效应显著（=10.186，＜0.01），正常体重组的下肢爆发力显著高于超重肥胖组；MVPA趋势分组对于男童速度/灵敏素质的主效应显著（=3.463，＜0.05），持续活跃组、上升组的速度/灵敏素质显著高于持续不足组；BMI分组对于男童有氧耐力的主效应显著（=7.587，＜0.01），且与MVPA趋势分组间存在显著交互作用（=2.837，＜0.05）；BMI分组对于女童有氧耐力的主效应显著（=5.955，＜0.05），与MVPA趋势分组间不存在交互作用（=0.780，＞0.05），正常体重组的有氧 耐力水平显著高于超重肥胖组。MVPA趋势分组、BMI分组对于男、女童柔韧素质的主效应及交互作用均不显著。

表2 基线与追踪阶段学习日、双休日儿童各强度体力活动变化趋势（min/day）

表3 MVPA趋势分组与BMI对有氧耐力影响的主效应和交互作用

由于MVPA趋势分组、BMI分组在男童上肢腰腹肌肉力量、有氧耐力两项体适能项目上存在显著交互作用，故进一步进行简单效应检验（表4、表5）。结果显示：对于正常体重男童，MVPA上升组的上肢腰腹肌肉力量、有氧耐力水平均显著高于其他3组；对于超重肥胖男童，MVPA持续活跃组上肢腰腹肌肉力量显著高于其他3组。对于MVPA持续活跃组和MVPA持续不足组男童，超重肥胖者的上肢腰腹肌肉力量显著高于正常体重者。对于MVPA上升组男童，正常体重者的上肢腰腹肌肉力量、有氧耐力水平均显著高于超重肥胖者。

4 讨论

4.1 关于儿童体力活动行为的变化趋势与特征

伴随近年来客观测量手段的日臻完善，体力活动行为在儿童早期的变化趋势与模式特征正逐渐成为这一领域研究的关注热点。本研究结果显示：3年间，男、女童学习日和双休日静态行为时间均呈显著上升趋势，尤以男童和超重肥胖儿童的双休日静态行为时间为甚，分别上升达87.66 min和107.92 min。而学习日和双休日的低强度、中高强度体力活动行为时间均呈显著下降趋势，其中，MVPA的平均降幅分别为31.46 min和39.53 min。这与Sigmund等[38]的跨学段追踪研究结论基本趋同，即自幼儿园大班进入小学一年级后，儿童PA水平出现显著下降，但由于此研究追踪时间较短（12个月），无法深入揭示下降现象随时间变化的趋势。汤强等[3]连续3年对1～3年级小学生体力活动行为特征进行研究同样发现，儿童的静态行为时间随年龄增长而逐年增加，且双休日的增幅更大。与本研究结论有所差异的是，该研究显示，3年间儿童学习日的MVPA基本保持稳定，仅男童双休日MVPA出现显著下降趋势，这可能与该研究追踪期间的儿童均处于同一学段内有关。Taylor等[42]采用客观测量法对3～7岁新西兰儿童历时4年的追踪研究也显示出类似的结果，自4～5岁开始儿童体力活动与静态行为时间的比值（LMV︰S）便呈现出显著下降趋势，且这一趋势一直延续至7岁左右，同时静态行为时间呈现上升趋势。体力活动的上述变化趋势与当下儿童成长的家庭生活方式、学业压力、物理环境以及社会-心理-文化习俗等均有着密切关联。

表4 MVPA趋势分组、BMI分级对男童上肢腰腹肌肉力量影响交互作用的简单效应检验

表5 MVPA趋势分组、BMI分级对男童有氧耐力影响交互作用的简单效应检验

同时，本研究还发现，儿童学习日、双休日的静态行为时间在学龄前期与小学阶段的相关性不显著，学习日的LPA、MVPA时间则呈显著相关，双休日的LPA、MVPA时间则无显著相关。这表明，随年龄与学业负担的增长，儿童各强度体力活动行为较静态行为更能保持一种相对稳定的趋势，且学习日表现得更为明显。Temala等[43]一项面向3～18岁芬兰儿童长达27年的队列研究同样显示，儿童积极活跃的PA水平自幼形成，并在整个童年期始终保持中高度相关，进一步支持了年幼时期养成规律运动生活方式对于整个青少年期乃至成年期的长远意义与重要价值。不过因对象年龄分布、追踪时间跨度长短以及体力活动测量方法等因素，国内外相关纵向研究结论间也仍存在一定分歧。Jones等[21]关于体力活动与静态行为自学龄至青少年阶段变化趋势的结论与本研究相悖：显示两种行为的平均追踪系数分别为0.39和0.52，即与体力活动相比，静态行为在儿童至青少年期的发展历程中反而显示出更强的稳定性。综观相关研究，Boreham等[7]指出，关于体力活动在童年期间的相关性问题：同一或相邻年龄段间（幼儿～学龄期）、时间跨度较短的研究结论往往显示出较高的相关性，而跨年龄段（尤其青少年期～成年早期）、追踪时间较长的相关性则较低。究其原因可能与以下两方面因素有关：1）就个体而言，相邻阶段间的生活方式可能更为趋同且保持相对稳定；2）年龄越小，其体力活动行为方式更多地受到外界环境因素的控制与影响（学校组织行为或家庭安排等），而随年龄增长，体力活动更多地是一种自主选择行为，故更趋多样化。此外，不同研究追踪过程中各次体力活动的测量方式、静态行为界定[6]、季节、不同强度切点选择等因素都可能对结果产生一定影响。

4.2 关于体力活动及其变化趋势与儿童体适能的关系

总体而言，近年来有关体力活动与儿童体适能的关系研究，仍以横断面研究为主[9,27,30,32]。由于此类研究设计本身的局限性，无法揭示两者间随时间变化的因果关系。现阶段，国外面向学龄乃至学龄前阶段开展的相关纵向研究数量仍较为有限，而在国内则几乎未见报道。同时，已有研究多仅聚焦于儿童体适能中的某一或两种成分[8,25,36]，且因对象年龄、追踪时间跨度以及体力活动和体适能各指标测量方法各异等因素，研究结论间存在一定争议，仍有待于更多纵向数据加以论证。

4.2.1 不同研究设计间的结论比较

通过对已有研究的梳理分析，发现相关追踪研究大都建立在前期横断面研究基础之上。为更全面、深刻地认识与理解两者间的内在动态关联，将两者的研究结论结合起来进行分析已经成为一种较为通行的做法。本项目的基线横断面研究结果表明，相较于LPA而言，MVPA是学龄前儿童体适能状况更为有效的预测因素。这也是追踪研究中我们主要将MVPA变化趋势进一步分组，探讨其与体适能之间关联的重要依据所在。男童的上肢腰腹、下肢爆发力、速度/灵敏素质与有氧耐力水平均与MVPA时间呈正相关，而女童的速度/灵敏素质、有氧耐力均与MVPA时间呈正相关。同时，男、女童的速度/灵敏素质与LPA时间也呈正相关，而男、女童的握力、柔韧素质则与MVPA时间无显著相关[15]。基于此，将之与追踪研究的结论进行分析比较后，总结如下：1）总体而言，体力活动时间及其不同变化趋势对于儿童体适能各成分的影响在男童中的体现较女童更为显著，这与Burgi等的[8]研究结论类似，由于研究中男童的LPA和MVPA水平均显著高于女童，由此推测体力活动对体适能的影响可能存在剂量效应关系，需要累积达到某一阈值才可实现；2）横断面研究未发现MVPA时间与握力间存在显著相关，而追踪研究则表明MVPA持续活跃组男童的握力显著高于MVPA持续不足组，与此同时，横断面研究显示MVPA时间与男童下肢爆发力呈正相关，而追踪研究中则未显示不同MVPA变化趋势对下肢爆发力影响的主效应存在显著差异；3）MVPA时间及其变化趋势与速度/灵敏素质、上肢腰腹部肌肉力量之间的正向关联在横断面与纵向研究中均得到较好体现，尤其在男童中；4）横断面研究未表明MVPA、LPA时间与与儿童柔韧素质间的关联，而追踪研究中也未显示前者对后者的影响间存在显著性差异，虽然柔韧素质也是体适能的组成部分之一，然而已有研究中就体力活动与儿童柔韧素质关系的探讨却鲜有报道，Mikkelsson等[28]在一项面向青少年柔韧素质、体力活动与腰背痛关联的研究中曾指出；两者关联可能存在年龄敏感期，生命早期较弱而后随年龄增长有所增强，可能需要长期的追踪研究或干预研究才能予以阐明；5）虽然横断面研究中MVPA时间与男、女童有氧耐力均显著正相关，但在追踪研究中其变化趋势对有氧耐力影响的主效应却不存在显著性差异，仅表现为对正常体重男童有氧耐力的影响存在显著性差异。上述结果间的差异可能提示，MVPA时间及其变化趋势与体适能之间的关联可能具有的年龄特异性，体力活动与特定年龄阶段儿童相应体适能自然增长规律之间可能还存在其他的动态关联机制，有待于未来进一步的深入研究。

4.2.2 体力活动与儿童有氧耐力的关系

相较于其他体适能指标，近年来对于体力活动与儿童有氧耐力之间关系的研究数量相对较多[10,11,20,33]。横断面研究结论大都趋于一致地表明，体力活动水平能够正向预测儿童有氧耐力水平，且两者间的关联存在强度依赖性，MVPA时间较LPA时间能更好地预测有氧耐力水平[12,15,17]。而相关纵向研究则多集中于探讨基线阶段的PA水平与追踪阶段有氧耐力之间的关联。如Burgi等[8]对4～6岁学龄前儿童的追踪研究发现，基线阶段的体力活动水平与9个月后儿童有氧耐力水平之间均显著正相关。Baquet等[5]一项为期4年的纵向研究显示，基线PA水平高且始终保持高PA水平的青少年的有氧耐力水平显著高于基线PA较低但4年间显著提升者。由此强调，自年幼阶段起直至青少年阶段，能够始终保持较高PA水平对于个体有氧耐力提升具有深远的意义与影响。Aires等[4]纵向研究也显示，3年间体力活动水平的增量能够正向预测儿童包括有氧耐力、力量素质在内的总体体适能评分。虽然本研究的基线横断面研究结论也对上述结论予以支持，但追踪阶段研究则显示MVPA趋势分组对儿童有氧耐力水平的主效应无显著性差异。这一结论与Burgi等[8]以及Leppanen等[24]新近的追踪研究所显示的：基线阶段更多的VPA和MVPA时间与追踪阶段时的有氧耐力水平呈显著正相关的结论不尽相同。究其原因：1）追踪研究的周期不同，本研究跨越学龄前至学龄阶段的3年，周期较长，而另2项研究的周期相对较短，分别为9个月和12个月；2）体力活动测量方式有所差异，本研究中加速度计佩戴于髂嵴，能够更全面精确地反映个体体力活动水平，而Leppanen等的研究中运用的是腕式加速度计；3）自变量选取与统计学方法运用有所差异，本研究主要以3年间儿童MVPA时间的不同变化趋势与BMI分组为自变量，采用多因素协方差分析探讨不同组间体适能水平的差异性，而另2项研究均以基线PA时间或PA时间的绝对变化量为自变量，通过线性回归分析探讨其与追踪阶段体适能水平之间关联。事实上，本课题组认为，仅采用体力活动的绝对变化量这一变量无法精确地反映其变化趋势，如无法对PA持续活跃与持续不足两类情况进行有效区分，这将使其研究结论存在一定局限性。此外，值得关注的是，本研究同时表明，在对男童有氧耐力的影响方面，MVPA趋势分组与BMI之间存在显著交互作用，表现为：1）对于正常体重男童，MVPA上升组的有氧耐力水平显著高于其他3组；2）对于MVPA上升组男童而言，正常体重者的有氧耐力水平显著高于超重肥胖者。这一结论可以看作是对现有研究的一种丰富，可能提示，对于正常体重男童群体，较MVPA持续活跃者而言，一段时期内MVPA时间的显著增加更能够达到提升有氧耐力水平的积极效应，但对于超重肥胖男童，这一效应却并不显著。

4.2.3 体力活动与儿童力量素质的关系

体力活动与运动训练对于儿童骨骼密度与肌肉力量的积极效应已得到研究证实[4,25,31]，自年幼阶段至青春期早中期保持活跃PA水平能有助于提高个体骨峰值[13]。Fritz等[16]一项来自瑞典长达7年的干预研究表明，每周200 min中等以上强度运动能够显著提高7～9岁儿童膝关节屈曲与外展力量、胫骨皮质厚度以及女童的脊柱骨骼密度。Leppanen等[24]对4.5～5.5岁儿童的一项新近追踪研究也发现，基线阶段更多的VPA和MVPA时间与追踪阶段儿童下肢爆发力呈显著正相关，且一年间VPA增加量与上、下肢肌肉力量增加量也呈显著正相关。由此提出，自幼儿阶段起，持续保持或提升中高强度体力活动水平对于力量素质发展具有长远的积极影响。此研究还同时发现，MVPA时间能正向预测儿童的瘦体重指数（FFMI）。由于FFMI较BMI更能精准地反映人体肌肉、骨骼等“健康”成分，因而，中高强度体力活动对于儿童肌肉力量的积极影响可能与儿童FFMI增加有着密切关联[18]。类似地，本研究的前期横断面研究同样显示，MVPA时间与4.5岁男童下肢爆发力呈正相关，而追踪研究中则未显示不同MVPA变化趋势对下肢爆发力影响的主效应存在显著性差异。由于本研究与Leppanen等研究中的追踪年龄段分布有所差异，这可能提示，体力活动与儿童下肢爆发力间的关系可能存在年龄发展特异性，随时间而发生动态变化，但详细机制仍有待进一步研究加以阐明。此外，值得关注的是，由于力量素质评价较其他体适能指标而言更趋精细化，每项具体测试只能反映身体特定部位或肌群力量（握力与网球掷远虽同为力量素质测试项目，但前者主要反映前臂肌群力量，后者则主要反映上肢和腰腹肌群力量），故在研究结论表述方面需要格外慎重。而本研究横断面与追踪阶段的MVPA时间及变化趋势与儿童这两项肌肉力量指标关联的结论也存在一定程度的不一致性。据此，该领域仍有赖于更多的针对性研究，尤其是干预性设计以提供更具说服力的数据支撑。

4.3 本研究的主要创新点与局限性

本研究采用纵向追踪设计，以5～8岁儿童为研究对象，跨越学龄前与学龄2个学段，采用加速度计对体力活动进行客观测量，探讨中高强度体力活动水平的不同变化趋势、BMI分级与儿童力量、速度/灵敏性、有氧耐力、柔韧性等各项体适能之间的纵向关联，具有一定创新性。但仍存在以下一些不足有待进一步完善：1）本研究虽采用了纵向追踪设计，但仍属于观察性研究范畴，没有进行体力活动干预，两者关联有待未来进行更严格的干预性实验加以进一步阐明；2）由于本项目基线与追踪阶段的周期较长，且处于跨学段期，不可避免地存在一定程度的样本流失；同时，这一年龄段的儿童仍处于生长发育、各项身体素质与运动技能发展的关键时期，体适能状况可能受到营养、环境等多种外部因素影响，日后可以通过适当缩短追踪时间、增加追踪频率以尽可能减少上述因素影响，以进一步揭示各变量更为精确的变化轨迹；3）鉴于本研究跨越学龄前与学龄2个不同年龄段，其加速度计的采样间隔和界值点设置是有所差异的，目前学界尚未形成一个能够同时面向学龄前和学龄儿童的加速度计采样间隔与界值点设置推荐，本研究虽已运用了相应年龄段使用最为普遍合理的设置，但不同的采样间隔与界值点设置仍是影响加速度计测量结果准确性的重要影响因素。

5 结论

自学龄前至学龄阶段的3年间，儿童在学习日、双休日的静态行为时间呈显著上升趋势，而LPA、MVPA时间均呈显著下降趋势。随年龄增长，儿童学习日、双休日的静态行为时间均无显著相关，而学习日的LPA时间、MVPA时间均呈显著相关。保持持续活跃的MVPA水平或提升MVPA时间对于男童的握力、上肢腰腹肌肉力量以及速度/灵敏素质均具有正向积极影响。同时，提升MVPA时间对正常体重男童的上肢腰腹肌肉力量、有氧耐力水平具有正向积极影响，但对于超重肥胖男童则不显著。此外，本研究未显示MVPA变化趋势对儿童下肢爆发力、柔韧素质存在显著影响，有待未来研究进一步加以探讨与分析。

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Longitudinal Study on Trajectories of Physical Activity and Its Effect on Physical Fitness in Children

FANG Hui1,2, QUAN Ming-hui2, ZHOU Tang2, SUN Shun-li2, LIU Wei2, WANG Ru2, CHEN Pei-jie2

1. Shanghai Normal University, Shanghai 200083, China; 2. Shanghai University of Sport, Shanghai 200438, China.

Objective: To explore the trajectories and characteristics of physical activity and sedentary behaviorduring 3 years from kindergarten to primary school among children.The effect of different trends of moderate-vigorous physical activity and body mass index on the physical fitness and their interaction were analyzed.Method: A total of 306 preschool children were recruited by 7 kindergartens in Shanghai, 127 (79 boys,48 girls) who participated in both baseline and follow-up study.PA was objectively measured by accelerometer ActiGraphGT3X+. Physical fitness tests were completed according to thecorresponding national Fitness Measurement Standards.Multifactor covariance analysis with MVPA trend group, BMI group as independent variables, physical fitness scores in follow-up stage as dependent variable was carried out. Result: Regardless of workday or weekend, time in children's sedentary behavior at baseline was significantly lower than follow-up stage, while time in light physical activity(LPA) and moderate-to-vigorous physical activity(MVPA) were significantly higher than follow-up stage.Boys’ MVPA time onworkdays and weekends were significantly higher than girls (=3.55,＜0.01;=2.86,＜0.01).The main effect ofMVPA trends,BMI group on boys’ grip strength were significant（=2.736,＜0.05;=4.753,＜0.05）. The main effect of both MVPA trends, BMI group andtheir interactionson boys’ upper abdominal muscle strengthwere significant（=3.126,＜0.05;=5.705,＜0.05;=7.038,＜0.01）. The main effect of MVPA trends on the boys’ agility was significant（=3.463,＜0.05）. There was a significant interaction between MVPA trends and BMI group on boys’aerobic fitness(=2.837,＜0.05). Conclusion:During 3 years, sedentary behavior on workdays and weekends significantly increased, while LPA and MVPA decreased. There is a significant correlation between children's LPA，MVPAon workdays at baseline and follow-up, but not between sedentary behavior.Continuous active MVPA or increasing MVPA havepositive effects on grip strength, upper abdominal muscle strength and agility in boys.Increasing MVPA time in normal weight boys may have positive effects on upper abdominal muscle strengthand aerobic fitness, but not in obese boys.

G804.49

A

1000-677X(2018)06-0044-09

10.16469/j.css.201806005

2018-04-12；

2018-06-07

教育部人文社科青年基金项目(15YJCZH040)。

方慧,女,副教授,在读博士研究生,主要研究方向为儿童青少年体力活动与健康促进, E-mail:ffanghui@163.com; 陈佩杰,男,教授,博士,博士研究生导师,主要研究方向为运动免疫学与青少年体质,E-mail:chen-peijie@sus.edu. cn。