Kaupunkitaloustiede

Kaupunkitaloustiede on laajasti käsitettynä kaupunkien ja yleisemmin taajamien taloudellista tutkimusta. Taloustieteen menetelmillä voidaan tutkia kaupunkeihin liittyviä aiheita kuten rikollisuus, koulutus, julkinen liikenne, asuminen ja paikallishallinnon rahoitus. Suppeammin käsitettynä kaupunkitaloustiede on mikrotaloustiedettä, joka on erikoistunut kaupunkirakenteeseen ja kotitalouksien ja yritysten sijainnin valintaan.

Historia
Nykyaikaisen kaupunkitaloustieteen taustalla on klassisen kauden taloustiede ja tieteilijöiden kuten David Ricardo, Johann Heinrich von Thünen, Alfred Marshall ja Henry George työ. Varhaisia läpimurtoja oli esimerkiksi Ricardon maanvuokralaki. 1990-luvulta lähtien eräs merkittävä tutkimussuunta on ollut talousnobelisti Paul Krugmanin aloittama uusi talousmaantiede. Muita alan merkittäviä tutkijoita ovat olleet mm. Fujita ja Mori.

Kaupunkien muodostuminen
Kaupunkien syntymiseen vaikuttaa monia taloudellisia tekijöitä, joista eräitä merkittäviä esitellään tässä.

Mittakaavaedut
Jos kotitaloudet ovat yhtä tuottavia kaikkien hyödykkeiden tuottamisessa ja tuottavuus on sama tuotannon määrästä riippumatta, kaikki kotitaloudet kykenevät tuottamaan tarvitsemansa hyödykkeet itse eikä tarvetta omavaraistaloudesta poikkeamiseen ole. Adam Smith kirjoitti vuonna 1776: "Skotlannin Ylämaalla jokaisen maanviljelijän on toimittava myös teurastajana, leipurina ja oluenpanijana oman perheensä tarpeiksi." Jos kuitenkin erikoistumisella tai tuotannon mittakaavan kasvattamisella voidaan parantaa tuotannon tehokkuutta päädytään siihen, että tuotannon keskittäminen alueellisesti on kannattavaa. Syntyy teollisuuskaupunkeja ja kauppapaikkoja, joiden ympäristöön ihmiset muuttavat työn, kaupan ja palveluiden perässä. Tällaiset suurtuotannon edut eli mittakaavaedut ovat historiallisesti olleet merkittävin taloudellinen perustelu kaupunkien olemassaololle. Skaalaetujen taustalla ovat erikoistuminen ja jakamattomat tuotannontekijät kuten koneet ja rakennukset.

Sijaintiedut

Tavallisesti suurtuotannon edut ymmärretään yrityksen tai tuotantolaitoksen sisäiseksi ominaisuudeksi. Alfred Marshall kuitenkin esitti eräiden etujen ulottuvan yhtäaikaisesti moniin samalla sektorilla toimiviin yrityksiin, jotka täten nauttivat alueellisista erikoistumisen tuomista sijaintieduista eli lokalisaatioeduista. Nämä ovat Marshallin mukaan "ulkoisia yritykselle, sisäisiä sektorille" ja ne syntyvät kun jokin yksi voimakas teollisuussektori houkuttelee toimialueensa panosmarkkinoille enemmän tarjontaa, suuremman erikoistumisen, kilpailua ja myös panosten toimittajille skaalaetuja. Läheinen sijainti alentaa myös kuljetuskustannuksia, sekä panosten että tuotosten osalta. Toisaalta innovaatioiden synty ja leviäminen on helpompaa sektorin piirissä samassa kaupungissa. Sijaintietuja synnyttää siis toisaalta kilpailun ja toisaalta yhteistyön tehostuminen.

Urbanisaatioedut
Urbanisaatioedut, joiden tutkimuksen pioneerina toimi Jane Jacobs, ovat seurausta kaupunkialueen suuresta koosta. Toisin kuin sijaintiedut, jotka painottavat erikoistumisen merkitystä, urbanisaatioeduissa kysymys on tavallaan päinvastaisesta vaikutuksesta, nimittäin alueen monipuolistumisesta. Samantapaisia vaikutuksia esiintyy kaupungin kasvaessa useita erilaisia:
 Kuluttajat hyötyvät paremmasta valikoimasta ja kilpailun alentamista hinnoista (paitsi asumisessa).
 Työntekijöiden työttömyysriski pienenee suurempien työmarkkinoiden takia: työn tarjoajia on enemmän.
 Yritykset nauttivat myös suuremmasta panostarjonnasta ja valikoimasta.
 Luova toiminta hyötyy tiedon ja ideoiden leviämisestä, uuden tiedon alhaisista hankintakustannuksista (engl. knowledge spillovers) ja tutkimus- ja kehitystoiminta hyötyy myös skaalaeduista (yliopistot, tutkimuslaitokset, yrityspuistot, yms.).
Eri hyödykkeiden markkinoiden koko itsessään ylläpitää kilpailua ja tehokkuutta. Toisaalta kasvava kaupunkialue, jossa on paljon kuluttajia, houkuttelee uusia yrityksiä.

Mediaanisijainnin periaate 
Eräs yritysten sijoittumista käsittelevien teorioiden keskeinen tulos on, että muiden tekijöiden vaikutuksen ollessa mitätön, yritykselle optimaalinen sijainti on asiakkaiden sijaintietäisyyksien mediaanipiste, sillä se minimoi asiakkaiden liikkumisen kustannukset. Jos osa asiakkaista on keskittynyt kaupunkiin muiden asiakkaiden ollessa hajallaan, voidaan osoittaa, että keskittymän kasvaessa riittävän suureksi yrityksen mediaanisijainti osuu lopulta keskittymään eli kyseiseen kaupunkiin. Luonnollisesti tämä ilmiö on yksi kaupungistumista ajavista voimista.

Kaupungistumisen vastavoimat 
Ottaen huomioon kaupungistumisen edut, mikä estää ihmisiä muodostamasta vain yhtä valtavaa suurkaupunkia? Kaupungistumisella on myös asukkaiden kannalta kielteisiä vaikutuksia, jotka hillitsevät kunkin suurkaupungin kasvua sitä mukaa kun kasvu etenee:
 Väestön ja ostovoiman kasvu nostaa asuntojen ja muiden kiinteistöjen hintoja.
 Liikenteen ruuhkautuminen kasvattaa kuljetusaikoja, vaikka etäisyydet ovat lyhyempiä.
 Kaupungeissa tiivistyvät myös monet pääluvun ja taloudellisen toiminnan mukaan jakautuneet haitalliset ilmiöt kuten melu, saasteet, rikollisuus ja turvattomuus.
Onkin ristiriitaista että mitä tehokkaammin kaupungin johto onnistuu ratkomaan tämäntapaisia ongelmia, sitä enemmän kaupunki houkuttelee lisää ihmisiä, mikä vuorostaan pahentaa niitä.

Toisaalta kaikki teollisuuden alat eivät hyödy kaupunkisijainnista, erityisesti maaintensiiviset sektorit kuten maa- ja metsätalous sekä resurssiperäinen toiminta kuten kaivostoiminta. Lisäksi erikokoiset kaupunkiseudut erikoistuvat eri tavoin, tätä käsittelee esim. Walter Christallerin keskuspaikkateoria ja sen johdannaiset.

Kaupunkien erikoistuminen

Erikoistumisen mittaaminen 
Kaupunkialueen erikoistumisen mittana jonkin tietyn hyödykkeen suhteen käytetään ns. sijaintiosamäärää (engl. location quotient) q:

q = Hyödykkeen tuotanto alueella / Hyödykkeen kulutus alueella

Kun q = 1 kaupunki kuluttaa ja tuottaa kyseistä hyödykettä yhtä paljon kuin kuluttaa eli kaupunki on netto-omavarainen. Kun q > 1 sitä tuotetaan enemmän kuin kulutetaan eli kaupunki on nettoviejä, kun q < 1 kaupunki on nettotuoja ja joutuu kustantamaan tuonnin joidenkin muiden hyödykkeiden viennillä. Käytännössä yksityiskohtaisia tietoja kaupunkikohtaisista tuotantoluvuista on vaikea saada, joten joudutaan turvautumaan karkeampiin tunnuslukuihin.

Tavanomaista on verrata kaupungin työvoiman työllistymistä jollakin tietyllä sektorilla maan keskiarvoon. Indeksoituna tällainen luku on ns. keskittymisindeksi. Jos keskittymisindeksi on 100, kyseisessä kaupungissa kyseisellä toimialalla on saman suuruinen osuus työvoimasta töissä kuin koko maassa. Mitä suurempi indeksin arvo, sitä enemmän kyseinen toimiala on keskittynyt kyseiseen kaupunkiin ja sitä erikoistuneempi kaupunki on. Mittari ei ole sijaintiosamäärän tapaan välttämättä hyvä omavaraisuuden mittari, koska vienti- tai tuontivaltaisilla aloilla maan keskiarvo, joka määrittää indeksin arvoa, poikkeaa omavaraisuuteen vaaditusta työvoimaosuudesta.

Keskuspaikkateoria
Walter Christallerin keskuspaikkateoria (engl. Central Place Theory) on kaupunkien erikoistumisen perusteoria. Sen mukaan kauppatoiminnassa voidaan yksinkertaistaen olettaa esimerkiksi esiintyvän kolmen tyyppisiä yrityksiä:
 Luksuskauppoja, jossa mittakaavaedut ovat suuria. Kauppa vaatii toimiakseen 80 000 asukkaan markkina-aluetta, jolle sijoittuu vain yksi kyseisen alan kauppa, joka tyydyttää koko alueen tarpeen.
 Erikoiskauppoja, joilla esiintyy keskinkertaisia mittakaavaetuja, yhden kaupan markkina-alue on 20 000 ihmistä, joten kunkin luksuskaupan toimialueella toimii 4 erikoiskauppaa.
 Päivittäistavarakauppoja, joissa tuotannon mittakaavaedut ovat suhteellisen pienet. Kukin kauppa vaatii 5000 asukkaan markkina-alueen, joten alueella on 16 päivittäistavarakauppaa.
Jos edelleen oletetaan että muita merkittäviä tekijöitä ei vaikuta sijainnin valintaan kuin asiakkaiden matkakustannukset, sijoittuu luksuskauppa keskelle aluetta jolloin se minimoi matkakustannukset keskimäärin. Kaupan ympäristö houkuttelee asukastihentymän matkakustannuksiaan minimoivien työntekijöiden ja asiakkaiden johdosta. Neljä erikoiskauppaa sijoittuvat symmetrisesti alueen kunkin neljänneksen keskelle, jolloin ne minimoivat myös asiakkaiden matkakustannukset. Niiden ympärille muodostuvat matkakustannusten minimoinnista johtuen pienemmät keskukset. Edelleen päivittäistavarakaupat asettuvat symmetrisesti erikoiskauppojen ympäristöön ja kokoavat ympärilleen pienemmät väestökeskittymät. Keskuspaikkateoria on luonnollisesti raju yksinkertaistus, mutta se kuvaa idealisoidusti niitä tekijöitä, jotka vaikuttavat erikokoisten taajamien muodostaman verkoston tavalla, joka muistuttaa todellista alueellista keskittymistä.

Keskuspaikkateoriasta voidaan tehdä eräitä merkittäviä havaintoja. Ensinnäkin yritysten tuotantojen erilaiset mittakaavaedut aiheuttavat eri laajuiset markkina-alueet mikä puolestaan synnyttää kooltaan, erikoistumiseltaan ja monipuolisuudeltaan toisistaan poikkeavia kaupunkeja alueelle. Toisena jos eri toimialojen yrityksillä olisi samanlaiset mittakaavaedut suhteessa asukaskohtaiseen kysyntään, olisivat alueen kaikki kaupungit saman suuruisia keskenään. Kolmantena liikennejärjestelmän parannukset laajentavat markkina-alueita mikä vähentää yritysten määrää ja siten supistaa myös kaupunkien määrää ja kasvattaa jäljelle jääviä kaupunkeja. Kenties yllättäen paremmat liikenneyhteydet eivät siis tässä mallissa pienennä kaupunkien kokoa, vaan kasvattavat niitä.

Keskuspaikkateoria auttaa ymmärtämään eräitä kaupan alan ilmiöitä. Yksinkertaisimmillaan mallissa oletetaan yritysten myyvän homogeenisia tuotteita, jotka ovat samoja kaikissa yrityksissä. Jos kuitenkin alan tuotteet ovat vain osittain substituutteja keskenään, eli niissä esiintyy vaikka pieniäkin eroja kuluttajan kannalta, asiakkaat alkavat haluta vertailla tuotteita keskenään. Tällöin tulee useita saman alan kauppoja sijaita lähellä toisiaan, kuten tapahtuukin usein esimerkiksi huonekalu- ja autokaupassa. Silloin kun tuotteilla esiintyy komplementaarisuutta eli täydentävyyttä asiakkaiden kannattaa matkakustannusten minimoimiseksi keskittää ostoksiaan ja ostaa samalla matkalla useita tuotteita. Eri tuotteita myyvien yritysten kannattaa sijoittua lähekkäin, mikä selittää ostoskeskusten muodostumista. Molemmat mekanismit johtavat suurempiin keskittymiin eli suurempiin kokoeroihin kaupunkien välillä ja pienempään kaupunkien määrään.

Kaupunkien kokojakauma

Kokojärjestyssääntö 
Koska keskuspaikkateorian mukainen kaupungistuminen synnyttää hierarkkisesti eri suuruisia kaupunkikeskuksia, joiden määrä kasvaa sitä mukaa kun kaupunkikoko pienenee, käyetetään sitä selittämään empiirisesti havaittua ns. kokojärjestyssääntöä (engl. rank-size rule). Säännön mukaan kaupungeilla on taipumusta jakautua annetussa maassa siten seuraavasti:

kun Pn on väkiluku kyseisen maan n:nneksi suurimmassa kaupungissa ja A ja β ovat maakohtaisia vakioita. Useissa teollisuusmaissa, mm. USA:ssa ja Suomessa, β on lähestulkoon 1 ja voidaan siis jättää pois. Empiiristen havaintojen perusteella Suomessa A on n. 843 000, joten Suomen tapauksessa kaava on

ja se näyttäisi pätevän suhteellisen hyvin, joskin Helsingin seudun väkiluku on poikkeavan suuri eli selvästi enemmän kuin kaavan antama 843000 n:n arvolla 1.

Pääkaupunkipoikkeama 
Kokojärjestyssääntöä testattaessa havaitaan useissa maissa Suomen tapaan pääkaupunkien olevan poikkeavan suuria. Mahdollisia syitä on ehdotettu useita:
 Pääkaupunkiin keskittyy muita kaupunkeja enemmän valtionhallinnon toimintaa, jonka seurauksena julkinen sektori ja sitä palveleva yksityinen sektori on epätavallisen suuri ja kasvattaa pääkaupunkia sen "luonnollista" kokoa suuremmaksi.
 Pääkaupungit voivat muodostua myös kaupan keskuksiksi jos niillä on viestinnän ja liikenteen kannalta edullinen sijainti (esim. Helsinki, Buenos Aires).
 Paul Krugman on esittänyt kansainvälisten kaupan rajoitusten pönkittävän yhden kansallisen kauppakeskuksen asemaa.
 Andes ja Glaeser ovat esittäneet diktatuurimaissa hallitsijan "rohmuavan" pääkaupunkiin resursseja hallitsevan luokan eduksi ja opposition tyynnyttämiseksi. Heidän 88 maan aineistossaan diktatuurimaiden pääkaupungit olivat keskimäärin 45% suurempia kuin demokratioiden.

Uusi talousmaantiede 

Uusi talousmaantiede sai alkunsa 1991 kun Paul Krugman, kansainvälisen kaupan teoreetikko, kehotti taloustieteilijöitä kiinnittämään enemmän huomiota talousmaantieteeseen kirjassaan Geography and Trade. Krugman esitti keskittymisen johtavan taloudellisiin etuihin, jotka olivat aiemmin jääneet vähälle huomiolle. Krugmanin julkaisut uudistivat taloustieteilijöiden mielenkiinnon aluetieteeseen. "Uuden talousmaantieteen" ominaispiirteinä on kvantitatiivisten menetelmien yhdistäminen muihin menetelmiin tutkimuksessa.

Keskittävät voimat 
Krugman lanseerasi kotimarkkinavaikutuksen (engl. home market effect) käsitteen, jonka mukaan taloudellisen toiminnan keskittyminen on seurausta tuotannon mittakaavaeduista: alueet joilla on eniten tuotantoa tuottavat suurimmat voitot ja siten houkuttelevat entistä enemmän tuotantoa. Krugmannin mukaan sen sijaan että tuotannolla olisi taipumusta jakautua tasaisesti ympäri maailman, se keskittyy rajalliseen joukkoon maita, alueita ja kaupunkeja, joissa väestön keskittymisen rinnalla tapahtuu tulojen nousua.

Kaupunkialueen kasvaessa myös eri hyödykkeiden kysyntä kasvaa, mikä houkuttelee alueelle uusia yrityksiä. Tätä ilmiötä kutsutaan takaisinkytkennäksi (eng. backward linkage). Paikallisesti tuotetut hyödykkeet syrjäyttävät tuontihyödykkeitä, mikä sekä alentaa yksikkökustannuksia että kasvattaa reaalituloja ja siten kysyntää entisestään. Alueen houkuttelevuus sekä yrityksille (alemmat kustannukset) että asukkaille (suuremmat reaalitulot) kasvaa. Hyödykekirjon ja reaalitulojen kasvun aiheuttamaa houkuttelevuutta asukkaille kutsutaan eteenpäinkytkennäksi (engl. forward linkage).

Hajauttavat voimat 
Keskittävien voimien lisäksi on kaupungistumista vastustavia voimia:
 Krugman esitti alueellisesti liikkumattoman maaseutuväestön olevan hajauttava voima. Alhaiset kuljetuskustannukset johtavat keskittymiseen.
 Helpmanin mallissa maanvuokran ja asumismenojen nousu ovat hallitsevia hajauttavia voimia. Alhaiset kuljetuskustannukset johtavat hajautumiseen.
Varhaiset uuden talousmaantieteen mallit poikkesivat aiemmasta ottamalla huomioon kaikkien alueiden välisen kaupan ja kuljetuskustannusten etäisyysriippuvuudet. Ne eivät kuitenkaan ottaneet kantaa keskittymisen alkusysäykseen.

Kaupungistumisen alkusysäys 
Erityisesti Krugman, Fujita ja Mori julkaisivat pitkin 1990-lukua tutkimuksia, jotka täydensivät uutta talousmaantiedettä kaupungistumisen käynnistymisen ja useiden kaupunkien muodostumisen selityksillä. Selitykset liittyvät kuljetuskustannuksiin, maaseutuväestön tasaiseen jakautumaan ja alueelliseen erikoistumiseen. Teoria muistuttaa Christallerin keskuspaikkateoriaa, mutta mikrotaloustieteellisistä lähtökohdista.

Alueiden väliset tuloerot 
Maailmassa on vaikuttanut teollistumisen jälkeen voimakas kaupungistuminen. Samaan aikaan kehittyneessä maailmassa on pääsääntöisesti tapahtunut alueiden välisten tuloerojen pienenemistä. Kehittyvät maat erityisesti Afrikassa ovat samaan aikaan jääneet jälkeen. Tuloerot ovat siis toisaalta pienentyneet eli konvergoituneet kahdessa ryhmässä (kehittyneet ja kehittyvät maat), mutta kasvaneet eli divergoituneet niiden välillä.

Tuloerojen konvergenssia voidaan mitata jakamalla alueiden välinen keskihajonta tulojen keskiarvolla. Näin mitattua konvergenssia kutsutaan sigma-konvergenssiksi. Toinen tapa on mitata jonkin lähtöajankohdan tulotason ja sen jälkeisen kasvun yhteyttä. Jos alhaisen tulon alueella on voimakkaampi kasvu kuin korkean tulon alueella, puhutaan beta-konvergenssista. Nämä kaksi konvergenssilajia eivät välttämättä esiinny yhtäaikaisesti.

On myös syytä tehdä ero tuotannontekijätulojen (tulot pääomasta ja työstä) ja käytettävissä olevien tulojen (tulot verojen ja tulonsiirtojen jälkeen) välillä. Ensimmäisellä mitattuna esimerkiksi tuloerot Suomessa kasvoivat 1980–1990, mutta jälkimmäisellä mitattuna pienenivät.

Edelleen alueellisia tuloeroja mitattaessa on tärkeä huomioida, mitataanko tuloja kotitaloutta kohti vai kulutusyksikköä kohti, joka tarkoittaa painotettua henkeä kohti mitattua kulutusta. Esimerkiksi Helsingin seudulla merkittävä osa alueellisista tuloeroista mitattuna kotitalouksien kesken häviää, kun tuloeroja mitataan kulutusyksikköä kohti.

Maan arvo 
Tuotannontekijöistä maa ja luonnonvarat ovat sellaisia, joita ei voida tuottaa lisää. Lisäksi niille on ominaista paikkasidonnaisuus. Maa tuottaa taloudellisessa käytössä palveluvirran, jota voidaan myydä. Myyjä saa sitä vastaan tulovirran. Jos maanomistaja vuokraa maan, antaa hän vuokraajalle oikeuden palveluvirtaan ja perii korvaukseksi maanvuokraa.

Maanomistaja voi vuokraamisen vaihtoehtona luopua maastaan uuden omistajan hyväksi kertamaksua vastaan. Maan myynnissä maasta maksetaan normaalisti markkina-arvo, joka määräytyy sen mukaan mitä maasta saisi markkinavuokraa. Maanvuokran määräytymisestä puolestaan esitti klassisen teoriansa David Ricardo 1800-luvun alussa.

Oletetaan, että maan taloudellinen hyödyntäminen n vuoden kuluessa tuottaa B:n suuruisen vuositulon, mutta siihen liittyy C:n suuruinen vuosikustannus. Tällöin kyseisen maan markkinavuokra on R = B - C ja markkina-arvo voidaan laskea nykyarvon (engl. present value, PV) lausekkeella r:n ollessa vaihtoehtoisten sijoituskohteiden tuotto (esim. korkotaso):

Jos voidaan olettaa nettotulovirran jatkuvan samansuuruisena loputtomasti, nykyarvon yhtälöksi saadaan yksinkertaisesti

.

Kaupungissa maan arvoon vaikuttaa ratkaisevasti saavutettavuus ja etenkin etäisyys, matka-ajassa mitattuna, keskustasta. Jos muut tekijät eivät vaikuttaisi maan arvoon, markkinavuokraksi tulisi maasta saatava nettotulo vähennettynä sijainnin saavuttamisen kustannuksilla (ml. rahalliset ja aikakustannukset). Jos yritykset voivat sopeuttaa tuotantoaan siten että korvaavat maata sen kallistuessa muilla tuotannontekijöillä, muodostuu maanvuokran jakaumasta keskustaetäisyyden suhteen konveksi (ylöspäin kaartuva) lineaarisen sijaan. Tällöin nimittäin lähellä keskustaa sijaitsevat yritykset tarvitsevat vähemmän maata, koska ne voivat korvata osan kallista keskustatonttia muilla tuotannontekijöillä, ja tarvitessaan maata vähemmän ovat kykeneviä maksamaan siitä korkeamman neliöhinnan kuin mitä muuten olisivat.

Lähteet 

Talousmaantiede
Taloustiede
Kaupunkitutkimus