功能性阈值功率(Functional Threshold Power),也就是我们车友圈里天天挂在嘴边的FTP,是广大自行车和铁三爱好者用来划分自己训练强度的“黄金标准”。
FTP 之所以备受青睐,主要得益于它的简单易行:你只需要拼尽全力骑一个 20 分钟的最大努力测试,然后将测出的平均功率乘以 95%(即扣除 5%),就能估算出你的 FTP 值。随后,大家便以此为基准来设定各自的训练强度区间。举个例子,假如你 20 分钟的平均功率是 300 瓦,那么你估算出的 FTP 就是:300 瓦 × 0.95 = 285 瓦。
FTP 不仅测定方便,也确实是衡量实际比赛表现的一个有效指标。Vivan 等人(2024)的研究就表明,实验室测得的 FTP,是预测“大铁 70.3”比赛自行车赛段用时的最佳指标;而最大摄氧量(VO₂max)则更能预测整场比赛的总成绩。简而言之,一个人的 FTP 越高,他骑车的表现就越好。因此,FTP 已成为追踪个人进步、有效调整训练计划的核心数据。
然而,凡事都有“但是”。根据 Mackey 和 Horner(2021)的一篇系统性综述,尽管 FTP 测试本身重复进行的结果相当稳定(可靠性高),但若论其在生理学上的精确性(有效性),与通气阈、乳酸阈等传统“金标准”相比,其准确度仍有待商榷。
归根结底,FTP 只是一个基于“平均水平”估算出的通用公式,它完全忽略了人与人之间巨大的个体差异。因此,我们不能简单地照搬套用,而是需要更个性化地去解读和使用这个数值。
FTP 的“硬伤”在哪?
当年 Coggan 博士提出功能性阈值功率(FTP)这个概念时,其理论基础直接源于一个更经典的科学模型——临界功率(Critical Power, CP)。理论上,CP 代表一个人在代谢保持稳定的情况下,所能持续输出的最高功率。它是通过几次不同时长的最大努力测试(通常需要 2 到 3 个测试点)绘制出一条“功率-时间”曲线来精确确定的。Coggan 博士为了设计一个在户外更容易操作的简化版测试,他观察到,大部分人 20 分钟最大努力的平均功率,约等于他们能坚持 1 小时功率的105%。于是,他反其道而行之,将这个经验推广开来,让所有人都用 20 分钟平均功率乘以0.95来估算 FTP。
我们常常听到一种说法:FTP 就是一个人理论上能坚持骑 60 分钟的功率。但现实中,绝大多数人都无法在 100% FTP 的强度下撑满一个小时——可谓理论很丰满,现实很骨感。
为了说明这一点,Sitko 等人(2022)组织了一批水平参差不齐的公路车手,让他们以 100% FTP 的强度骑行至力竭,以测定其力竭时间。结果显示,不同水平车手能维持 FTP 的中位时间分别为:休闲骑手约 35 分钟(多数在 31-38 分钟之间),训练有素的骑手约 42 分钟,训练精良的骑手约 47 分钟,而职业车手也仅为约 51 分钟。换句话说,“FTP 能骑一小时”的假设,基本上只在顶尖精英运动员身上才可能成立,而我们广大业余爱好者,用这个强度去骑,远未到一小时便已“缴械投降”。这项研究的结论是:我们最好为每位运动员单独测定和解读其 FTP 及对应的力竭时间,因为训练水平对该时长有巨大影响。经验越丰富、水平越高的车手,总能在 FTP 强度下坚持得更久。
训练水平 | FTP 中位时间 (分钟) | 四分位距 (IQR) |
---|---|---|
休闲型骑手 | 35 | 31 – 38 |
训练有素的骑手 | 42 | 38 – 51 |
训练精良的骑手 | 47 | 41 – 56 |
职业骑手 | 51 | 44 – 59 |
注:四分位距(IQR)代表数据集中间 50%的数值范围,排除了两端的极端值,更能反映普遍情况。
重新计算你的 FTP
基于上述研究,Sitko 团队在 2023 年提出了一个更精细的 FTP 计算模型,建议根据车手的不同水平,采用不同的“折扣系数”:
- 0.96 :职业车手
- 0.95 :训练精良的车手
- 0.92 :中等水平的车手
- 0.88 :休闲型骑手
这意味着,一个业余爱好者 1 小时能维持的功率可能仅为其 20 分钟最大功率的 88%;而一个精英车手则几乎能维持到 96%。这个升级版的公式,比起原来“一刀切”的 95%系数,能更准确地预测 1 小时的输出能力。这也揭示了**“标准版”FTP 最大的问题之一,就是容易高估入门级和中级水平车手的真实能力**(同时也可能稍微低估了顶尖职业车手的能力)。根据自身水平来调整 FTP 的估算方法,才能获得更可靠的数据来设定训练区间。
FTP 与最大代谢稳定状态(MMSS)
FTP 通常也被认为等同于“最大代谢稳定状态”(Maximal Metabolic Steady State, MMSS),即身体乳酸产生与清除速率达到动态平衡的最高强度,这与 CP 的概念相似。然而,Inglis 等人(2019)的研究却发现,用 FTP 公式算出的功率值,显著高于运动员实际的“最大乳酸稳态”(MLSS)功率。因此,FTP 并不能准确地划分“高强度”和“极高强度”这两个训练强度域。简而言之,当真让运动员以 100% FTP 的强度骑行一小时,你就会发现这个强度根本不像理论上说得那么“稳定”。
在 Wong 等人(2023)的研究中,13 名休闲骑手进行了两次恒定功率骑行——一次在 100% FTP,另一次在 FTP+15 瓦——结果发现,他们在这两种强度下都无法维持代谢稳定,很快便进入了“极高强度域”。研究者因此断定,FTP 不应被视为划分高强度和极高强度区间的生理分界点。换句话说,通过 20 分钟测试定义的 FTP,并非一个有效的生理学阈值标志物。它更多地只是反映了约 20 分钟的计时赛能力,对指导训练有参考价值,但它无法精确对应到身体内某个特定的生理拐点(如乳酸阈或代谢稳定点)。如果仅凭 FTP 来划分训练区间,很可能导致强度设定不准。例如,有研究表明,若按照 112% FTP 的强度安排间歇训练,部分运动员甚至都无法达到其最大摄氧量(VO₂max),这说明若盲信 FTP,我们很可能高估了自己真正的“阈值”。
正如 FTP 的计算要因人而异,MMSS 的判定同样高度个人化。McGrath 等人(2019)的研究发现,对于训练水平极高的车手,以 100% FTP 的强度骑行 60 分钟,其血乳酸和耗氧量(VO₂)几乎能保持为一条直线,非常稳定。但只要强度再提高 5%,这两项指标便会开始“漂移”,一路走高,表明他们已超出了稳定状态。这说明,对于顶尖运动员而言,FTP 确实非常接近他们能在一小时内维持准稳定状态的最高功率。
在那次 60 分钟的测试中,研究人员每 10 分钟就测一次血乳酸。有趣的是,有些运动员的血乳酸稳定在了 4 mmol·L⁻¹以上,而另一些则稳定在 2-3 mmol·L⁻¹的水平(见下图)。这清晰地表明,MMSS(最大代谢稳定状态)并非由某个固定的乳酸数值(比如传统的 4.0)来定义,而是由乳酸浓度的“稳定性”(即在 30-60 分钟内,浓度变化极小)来决定的。也就是说,张三可能在 3.5 mmol·L⁻¹时达到他的 MMSS,而李四可能在 5.5 mmol·L⁻¹,只要他们的乳酸水平能稳住,那就是他们各自的“阈值”。
因此,MMSS 是一个高度个人化的指标。
这对我们的训练意味着什么?
- 阈值需个体化:别再迷信某个固定的乳酸值了,最好通过个性化的测试(如恒定功率骑行或多级递增测试)来找到你自己的阈值。
- FTP 与 CP 是更优的参考:在设定和监控训练时,基于 FTP 或临界功率(CP)来设定强度通常更可靠。因为这两个指标本身就蕴含了每位运动员独特的“功率-时间”关系,比简单地锚定在“4.0 毫摩尔”这个经典数值上要精确得多。
图 1:在 100% FTP 的 60 分钟测试中,不同个体每 10 分钟的血乳酸水平变化
想更准?试试临界功率(CP)!
临界功率(CP)是通过“功率-时间”曲线的斜率计算得出的,它天生就比用 20 分钟测试功率乘以一个固定折扣系数的方法更为精确。因为 CP 模型至少需要两到三个不同时长的最大努力数据(例如 3 分钟、5 分钟和 20 分钟),它能够量化出运动员的运动持久力,而这是仅凭一个 20 分钟测试所无法反映的。
CP 能帮你:
- 更客观地了解你在不同时长(如 3 分钟、5 分钟、20 分钟)下的功率衰减情况,即你的“耐力类型”。
- 根据每位运动员的真实能力剖面,更精确地量身定制训练区间。
下面我将用几个运动员的真实案例,来说明为何用多个测试点构建的模型,比单一的测试数据更能全面地反映一个人的真实水平。
案例 1:
骑行功率数据计算结果
计算项 (Calculs) | 数值 |
---|---|
P 5' (5 分钟最大功率) | 369.00 W |
P 20' (20 分钟最大功率) | 303.00 W |
临界功率 (Puissance Critique, CP) | 281.00 W |
W' (无氧功) | 26400.00 |
功率比率 (Ratio 20'/5') | 82.11% |
各项指标解释
基于两次最大努力测试(5 分钟和 20 分钟)计算出的骑行者功率剖面关键数据。
- P 5' (5 min): 骑行者在 5 分钟内可以维持的最大平均功率。这个值主要反映了最大摄氧量(VO 2 max)能力。
- P 20' (20 min): 骑行者在 20 分钟内可以维持的最大平均功率。这是估算 FTP 和临界功率(CP)的常用测试数据。
- 临界功率 (CP - Critical Power): 这是一个与 FTP 非常相似的概念,代表了在理论上可以长时间维持而不会耗尽的最高功率水平。它标志着有氧运动和无氧运动强度区域之间的界限。通常,CP 的数值会略高于 FTP。
- W' (W prime): 发音为 "W prime",它代表了当你的输出功率超过临界功率(CP)时,可以使用的有限的无氧能量储备。单位通常是焦耳(J)或千焦(kJ)。在这个表格里,26400.00 J 相当于 26.4 kJ。W' 值越高,代表你在短时间内进行高强度冲刺或攻击的能力越强。
- 功率比率 (Ratio 20'/5'): 这是用 20 分钟功率除以 5 分钟功率得出的比率 ($\frac{303}{369} \approx 82.11%$)
。这个比率可以用来评估骑行者的耐力类型。- 比率较高 (例如 >85%) 通常意味着骑行者是有氧耐力型选手,长时间维持功率的能力很强。
- 比率较低 (例如 <80%) 可能意味着骑行者更偏向于爆发力/冲刺型选手,5 分钟功率相对较高,但维持长时间输出的能力稍弱。
这位运动员 5 分钟功率为 369 瓦,20 分钟为 303 瓦,计算出的临界功率(CP)是281 瓦。如果我们按照传统的 FTP 公式计算(303 × 0.95),会得到288 瓦的 FTP,足足高出了 7 瓦——这在某些关键的高强度训练课里,差别可就大了。
案例 2:
功率数据分析
项目 | 数值 |
---|---|
P 5' (5 分钟最大功率) | 368.00 W |
P 20' (20 分钟最大功率) | 321.00 W |
临界功率 (Puissance Critique, CP) | 305.33 W |
W' (无氧功) | 18800.00 |
功率比率 (Ratio 20'/5') | 87.23% |
在这个案例中,我们可以看到这位运动员的 20 分钟功率达到了其 5 分钟功率的 87.23%,这是一个相当高的比率,说明他的耐力非常好。因此,他计算出的临界功率(CP)与用传统公式估算的 FTP(321 × 0.95 ≈ 305 瓦)几乎没有差别。对于这类耐力出色的运动员来说,不做额外的测试,仅用一个 20 分钟 FTP 测试也是足够准确的。
案例 3:
功率数据分析
项目 | 数值 |
---|---|
P 5' (5 分钟最大功率) | 293.00 W |
P 20' (20 分钟最大功率) | 228.00 W |
临界功率 (Puissance Critique, CP) | 206.33 W |
W' (无氧功) | 26000.00 |
功率比率 (Ratio 20'/5') | 77.82% |
这位运动员的情况就比较特别了:他的 20 分钟与 5 分钟功率比率仅为77.82%,这表明他的长时间功率维持能力相对较弱。如果套用传统 FTP 公式(0.95 × 228 瓦),会得到一个217 瓦的 FTP,这比通过 CP 模型计算出的真实阈值高了整整 11 瓦。
然而,在后续的高强度间歇(HIT)训练中——比如 4 组 8 分钟或 8 组 4 分钟——我发现他总能轻松地超出目标功率,而且主观疲劳度(RPE)很低,心率也稳如泰山。这时我意识到,他通过模型计算出的 CP 值可能被低估了。于是,我建议他专门做了一次 60 分钟的最大努力测试,结果他稳稳地维持了220 瓦:这个数值比他用公式算的 FTP高了 3 瓦,比 CP 模型算出来的阈值更是高了 14 瓦。
这个案例完美地诠释了个体化测试的重要性:盲目地套用标准公式,很可能会错误地评估一个运动员的真实能力。
案例 4:
功率数据分析
项目 | 数值 |
---|---|
P 5' (5 分钟最大功率) | 344.00 W |
P 20' (20 分钟最大功率) | 305.00 W |
临界功率 (Puissance Critique, CP) | 297.00 W |
W' (无氧功) | 14400.00 |
功率比率 (Ratio 20'/5') | 88.66% |
在这个案例中,我们来看一位专攻“大铁”距离的铁三运动员,他拥有极佳的运动持久力。他 20 分钟的平均功率(305 瓦)占其 5 分钟功率(344 瓦)的88.66%,这是一个非常高的耐力比率。通过 CP 模型计算,其临界功率(CP)为297 瓦,这比他用传统公式计算出的 FTP(305 瓦 × 0.95 ≈ 290 瓦)高出了 7 瓦。对于他这样的超耐力型选手,如果只做一个 20 分钟测试,反而会低估其真实的阈值能力,从而可能导致训练强度设定偏低。
结论:到底该怎么选?
简单地用 20 分钟平均功率乘以 95%来计算 FTP,并不能可靠地估算出一个人真正能维持 60 分钟的功率水平,并且很可能因运动员水平的差异而高估其真实的最大代谢稳定状态(MMSS)。事实上,大量研究都表明,将 20 分钟 FTP 测试(FTP₍₂₀₎)与真正的生理学指标(如通气阈、乳酸阈、MLSS)进行比较时,两者的一致性偏差太大,我们不能将 FTP 简单地等同于一个普适的生理“阈值”。
为了解决这个问题,Sitko 等人(2023)建议我们根据骑行者的个人特点来调整这个“折扣系数”:
- 0.96 :职业选手
- 0.95 :训练精良的车手
- 0.92 :中等水平的车手
- 0.88 :休闲型骑手
另一个更优的选择,是使用**临界功率(CP)**模型。它基于 2 到 3 个不同时长的测试(例如 3 分钟、5 分钟和 20 分钟),因此更为精确,但缺点是需要你投入更多的时间和精力:
- 你可能需要在不同场景下(平路、爬坡、骑行台、TT 车等)分别进行测试,以确定你在每种情况下的特定 CP。
- 如果一位运动员同时拥有公路车和 TT 车,为了获得全面的数据,可能总共需要进行多达 8 次测试,而传统的 FTP 方法仅需 4 次。
一句话总结:
- FTP:简单、快捷,对于日常训练追踪是个不错的工具,但前提是你必须结合训练中的实际感受(心率、主观疲劳度 RPE)进行交叉验证,并根据个人特点灵活调整。
- CP(临界功率):一种更可靠、在生理学上更站得住脚的方法,但测试过程更耗时、要求也更高。
- 60 分钟测试:对于那些耐力超强的“大神”级选手而言,这是一个很好的折中方案,它能直接告诉你在一小时的准稳定状态下,你到底能输出多少瓦。
最终,选择哪种方法,取决于你的训练目标、你能投入多少时间来做测试,以及你自身的生理特点。
引用文献:
- Burnley & Jones. (2018). Power-duration relationship: Physiology, fatigue, and human performance limits.
- Jones & Vanhatalo. (2017). The 'Critical Power' concept: applications to sports performance.
- Mackey & Horner. (2021). What is known about the FTP 20 test related to cycling? A scoping review.
- Mc Grath et al. (2019). Is the FTP Test a Reliable, Reproducible and Functional Assessment Tool in Highly-Trained Athletes?
- Poole et al. (2016). Critical Power: an important fatigue threshold in exercise physiology.
- Sitko et al. (2022). Time to exhaustion at estimated functional threshold power in road cyclists of different performance levels.
- Sitko et al. (2023). An Update Of The Allen & Coggan Equation To Predict 60-Min Power Output In Cyclists Of Different Performance Levels.
- Vanhatalo et al. (2011). Application of Critical Power in sport performance.
- Van der Zwaard et al. (2021). Durability as a critical concept in endurance sports.
- Vivan et al. (2024). Key factors influencing cycling performance and overall race time in the Ironman 70.3 for amateur athletes.
- Wong et al. (2023). Functional threshold power is not a valid marker of the maximal metabolic steady state.
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