Maankäyttömallilla voidaan analysoida saavutettavuuden ja maankäytön välistä yhteyttä
Kaupunkitaloustieteessä liikenteen ja maankäytön välistä yhteyttä lähestytään maankäyttömallin avulla (mm. Fujita, 1989; Laakso & Loikkanen, 2004; Brueckner, 2011). Maankäyttömalli kuvaa, miten kaupunkialueen maankäyttö muodostuu eli miten rakentamisen määrä ja tehokkuus kohdistuvat kaupunkialueen eri alueille, jos maankäyttö pääsee kehittymään markkinakysynnän mukaisesti. Maankäyttömallia on aikaisemmin sovellettu saavutettavuuden, asuntojen hintojen ja maankäytön tehokkuuden välisen yhteyden analysoimiseen Helsingin seudulla MALPAKKA-projektin ensimmäisessä vaiheessa (Laakso, 2015; Laakso et al., 2016).
Maankäyttömallien mukainen maankäyttö pohjautuu kaupunkialueen taloudellisen toiminnan dynamiikkaan ja kaupunkialueen tarjoamiin kasautumisetuihin, missä maankäyttö ja liikenne ovat taloudesta johdettua kysyntää. Malleissa maankäytön tehokkuus ja sen jakautuminen eri toimijoiden välillä eri sijainneissa pohjautuu tarjousvuokriin, eli siihen, paljonko toimijat suostuvat maasta maksamaan. Toimijoiden maksuhalukkuus on suurempi lähempänä pääkeskusta ja alakeskuksia, koska useimmat asukkaat ja yritykset hyötyvät muiden toimijoiden ja toimintojen, kuten palveluiden, työpaikkojen ja muiden asukkaiden läheisyydestä eli pienemmistä liikkumis-, kuljetus- ja kommunikointikustannuksista. Lähempänä keskuksia niukka maan tarjonta ja korkea kysyntä nostavat maan hintaa, mikä näkyy muun muassa korkeampina asuntojen neliöhintoina. Se, että maa on keskustojen läheisyydessä kalliimpaa, kannustaa rakentamaan tiheämmin ja korkeammin (eli maankäyttö on tehokasta). Kauempana keskuksista toimijat kärsivät korkeammista liikkumiskustannuksista, mutta pystyvät matalammasta maan hinnasta johtuen nauttimaan suuremmasta väljyydestä eli kuluttamaan enemmän maa-alaa ja rakennettua kerrosalaa. (mm. Fujita, 1989; Laakso & Loikkanen, 2004; Bertaud, 2015; Laakso, 2015; Loikkanen & Laakso, 2016) Yksinkertaistettuna eri sijaintien saavutettavuus määrittelee kuinka houkuttelevia ne ovat maan-käytön kehittämisen näkökulmasta.
Monikeskuksisen maankäyttömallin mukainen neliöhintojen ja rakentamisen tehokkuuden käyttäytyminen on visualisoitu kuvioissa 1 ja 2 (Loikkanen & Laakso, 2016). Etäisyyden mittana maankäyttömalleissa käytetään esimerkiksi etäisyyttä kilometreinä, matka-aikoja tai matkavastuksia eri kulkumuodoilla, tai muita saavutettavuutta kuvaavia indikaattoreita.
Liikenne-ennustemallin hyötyfunktiot soveltuvat hyvin yleissaavutettavuuden kuvaamiseen
Maankäytön analysoimiseen tarvitaan dataa saavutettavuudesta. Helsingin seudulla saavutettavuusdatan yksi käyttökelpoinen lähde on seudun kattava HELMET-liikenne-ennustemalli (HSL, 2019a), jolla pystytään mallintamaan myös tulevaisuuden liikennejärjestelmäskenaarioiden vaikutuksia.
Seudullisessa liikenne-ennustemallissa on kuvattu autoliikenne, joukkoliikenne ja pyöräily. Joukkoliikenne sisältää raideliikenteen lisäksi tarkat kuvaukset bussilinjoista. Liikennejärjestelmäverkkokuvausten lisäksi liikenne-ennustemalliin on viety arviot tulevaisuuden väestö- ja työpaikkamääristä. Liikenne-ennustemallilla ennustetaan matkamäärät, matkojen suuntautuminen, kulkutavan valinta ja reitin valinta. Näiden pohjalta saadaan laadittua ennusteet liikenne- ja matkustajamääristä eri reiteillä sekä liikenteen vaikutuksesta ruuhkautumiseen ja matka-aikoihin. Liikennemallista saatavia tietoja matka-ajoista tai matkavastuksista voidaan hyödyntää saavutettavuutta kuvaavien indikaattoreiden muodostamiseen (esimerkiksi asukasta 30 minuutin etäisyydellä).
MALPAKKA 2.0 -projektissa on sovellettu saavutettavuusindikaattoreina HELMET-liikenne-ennustemallin hyötyfunktioihin pohjautuvia logsum-saavutettavuusmuuttujia. Suuntautumismallin logsum on tällainen muuttuja, joka kuvaa kohdealueen saavuttamisesta saatavaa hyötyä, kun sitä katsotaan lähtöalueen näkökulmasta. Kohdealueiden saavuttamisesta saatava hyöty on suurempi, mitä enemmän kohdealueella on esimerkiksi työpaikkoja, palveluita ja asukkaita ja mitä lähempänä kohdealue on lähtöaluetta. Läheisyyttä mitataan alueiden välisillä matka-ajoilla eri kulkumuodoilla, huomioiden myös matkoihin kuluvat rahalliset kustannukset ja esimerkiksi kulkuneuvon vaihdosta syntyvä vaiva. Suuntautumismallin logsum soveltuu hyvin yleissaavutettavuuden mittaamiseen, ja se huomioi seudun pääkeskuksen lisäksi myös alakeskusten saavuttamisen merkityksen. Logsumin etuna suhteessa perinteisempiin matka-ajoista tai matkavastuksista johdettuihin saavutettavuusindikaattoreihin on, että sen arvon laskennassa saavutettavuuteen vaikuttavat eri tekijät yhteismitallistetaan hyötykäsitteen avulla.
Projektissa hyödynnettiin henkilöautoliikenteen sekä kestävien kulkumuotojen (joukkoliikenne, pyöräily) logsum-saavutettavuusdataa vuoden 2016 tilanteessa sekä tulevaisuuden liikennejärjestelmäskenaarioissa vuonna 2030. Kuviossa 3 on kuvattu kestävien kulkumuotojen suuntautumismallin logsum-arvoihin pohjautuen yleissaavutettavuus vuoden 2016 tilanteessa Helsingin seudulla liikennemallin aluejaottelulla. Kuten kartasta havaitaan, parhaan saavutettavuuden alueita seudulla Helsingin niemen jälkeen ovat laajat pääkaupunkiseudun alueet sekä radanvarsien keskukset.
Haasteena markkinakysynnän mukaisella rakentamisen tehokkuudella toteutuneiden tonttien tunnistaminen
Maankäytön tehokkuuden ja saavutettavuuden välisen suhteen tutkimiseen Helsingin seudulla hyödynnettiin pääkaupunkiseudun kaavoitettuja tontteja kuvaavaa SeutuRamava-aineistoa. Aineisto sisältää tiedon tontilla sijaitsevien rakennusten kerrosaloista sekä tonttien pinta-aloista. Tonttiaineiston tiedot yhdistettiin edellä mainittuun logsum-saavutettavuusaineistoon. Maankäytön tehokkuuden indikaattorina käytettiin tonttikohtaista tonttitehokkuutta (rakennuksen kerrosala jaettuna tontin pinta-alalla). Pääkaupunkiseudun ulkopuolelta ei ollut käytettävissä tonttikohtaista aineistoa.
Maankäyttömallien lähtökohtana on mekanismi, jonka mukaan saavutettavuus vaikuttaa maan markkina-arvoon, ja se puolestaan vaikuttaa markkinaehtoisesti toteutuvaan maankäytön tehokkuuteen. Mitä kalliimpaa maa on, sitä tehokkaammin se pyritään rakentamaan. Ongelmana vaikutusmekanismin tutkimisessa on se, että pääkaupunkiseudun tonttien toteutunut rakennustehokkuus ei sellaisenaan kuvaa markkinaehtoista rakennus-tehokkuutta ainakaan kaikissa sijainneissa. Toteutunut rakennustehokkuus poikkeaa nykyisen kysynnän mukaisesta tehokkuudesta, koska tontit on kaavoitettu ja rakennettu eri aikoina. Lisäksi kaavamääräykset rajoittavat sitä, että maankäyttö pääsisi sopeutumaan eli käytännössä rakentumaan tehokkaammin nykyisen kasvaneen kysynnän mukaisesti. Kaavoituksessa rakennustehokkuutta rajoitetaan mm. luontoarvojen sekä rakennus- ja kulttuurihistoriallisten arvojen seurauksena sekä erilaisten ympäristöhäiriöiden takia.
Edellä mainituista syistä johtuen koko pääkaupunkiseudun kattavasta tonttiaineistosta poimittiin suuremmalla tonttitehokkuudella kaavoitettuja ja rakennettuja tontteja, jotka edustavat paremmin markkinaehtoisella tehokkuudella toteutuneita kohteita. Poimintaan käytettiin menetelmää, jossa tonttiaineisto jaettiin 20 luokkaan kestävien kulkumuotojen yleissaavutettavuuden mukaan. Kustakin saavutettavuusluokasta poimittiin tämän jälkeen tonttikohtaisen tonttitehokkuuden perusteella tehokkaimmat 50 %, 25 % ja 10 % tonteista, jotka muodostivat varsinaiset aineistot, joihin empiiriset maankäyttömallit estimoitiin. Käytetyllä menetelmällä esimerkiksi tehokkaimpien 25 %:n aineisto sisältää yhteensä neljäsosan koko alkuperäisestä tonttiaineistosta, ja aineistoon valikoituu pääkaupunkiseudun eri alueilta tontteja, joiden tonttitehokkuus on keskimäärin alueen muita tontteja suurempi.
Saavutettavuuden mahdollistamaa maankäyttöä parhaiten kuvaava malli valittiin asiantuntija-arviolla
Maankäytön tehokkuuden ja saavutettavuuden välistä yhteyttä tutkittiin regressiomalleilla, joissa kaavoitettujen ja rakennettujen tonttien tonttitehokkuutta selitetään vuoden 2016 saavutettavuudella sekä kaavoituksen vaikutusta kuvaavilla muuttujilla. Regressiomalli estimoitiin erikseen koko tonttiaineistoon ja poimittuihin tehokkaampia tontteja sisältäviin aineistoihin (tehokkaimmat 50 %, 25 % ja 10 % tonteista). Estimoitujen maankäyttömallien kertoimet ja selitysasteet kestävien kulkumuotojen yleissaavutettavuuden suhteen on esitetty taulukossa 1. Kaikissa estimoiduissa malleissa kestävien kulkumuotojen saavutettavuus on tilastollisesti erittäin merkittävä maankäytön tehokkuutta selittävä tekijä.
Taulukossa 1 esitetyt logsum-saavutettavuusmuuttujan kertoimet kuvaavat saavutettavuuden muutosten suhdetta tonttitehokkuuden prosentuaaliseen muutokseen. Kun valikoitua tonttiaineistoa rajataan pienempään ja tehokkaampaan otokseen (esim. tehokkaimpien 25 % aineisto), saavutettavuusmuuttujan kerroin suurenee ja mallin kuvaajan jyrkkyys kasvaa. Näin ollen saavutettavuuden ja tonttitehokkuuden välinen suhde on voimakkaampi. Tämä on havainnollistettu kuviossa 4, jossa olevat kuvaajat kuvaavat saavutettavuuden ja tonttitehokkuuden välistä suhdetta taulukon 1 eri malleilla. Tonttiaineiston rajaaminen pienempään tehokkaampia tontteja sisältävään otokseen myös kasvattaa taulukossa 1 kuvattuja selitysasteita, mikä on odotettua, koska rajatummassa otoksessa tonttien tehokkuuden vaihtelu on pienempää (selitysaste kertoo, kuinka suuren osan selitettävän muuttujan vaihtelusta voidaan selittää kontrollimuuttujien avulla).
Malleja voidaan soveltaa sen arviointiin, miten tehokasta maankäyttöä saavutettavuus mahdollistaa eri alueilla. Kuviossa 4 on mallien kuvaajien lisäksi esitetty pisteinä eri alueiden tonttien keskimääräiset todelliset toteutuneet tonttitehokkuudet (liikennemallin aluejaottelulla). Vertailemalla mallien kuvaajia alueiden todellisiin keskimääräisiin tonttitehokkuuksiin havaitaan, että osa malleista antaa todellisia tehokkuuksia pienempiä arvioita saavutettavuuden mahdollistamasta maankäytön tehokkuudesta. Projektin asiantuntijoiden näkemysten mukaan tehokkuuden alarajana olisikin hyvä pitää vähintään 25 % tehokkaimpien tonttien mallilla tehtyä arviota. Parhaimman saavutettavuuden alueilla markkinaehtoiset kysyntään pohjautuvat tehokkuudet ovat todennäköisesti kyseisen mallin arvioita vielä korkeammat, koska oletettavasti hyvin saavutettavilla vanhoilla alueilla, esimerkiksi Helsingin ydinkeskustassa, kaavoituksesta aiheutuva rajoite nykyiselle maankäytön tehokkuudelle on voimakkaampi kuin monilla muilla alueilla.
Estimoiduissa maankäyttömalleissa ei huomioitu saavutettavuuden lisäksi mitään muita maankäytön kysyntää lisääviä tai rajoittavia tekijöitä. On hyvä huomata, että saavutettavuuden lisäksi myös muut tekijät, kuten esimerkiksi rakennettu ympäristö ja luonnonympäristö kuten meri, alueen palvelut, sosioekonominen ympäristö sekä maaperä (rakennettavuuden kannalta), voivat vaikuttaa maan markkina-arvoon ja edelleen maankäytön tehokkuuteen. MALPAKKA 2.0 -mallissa keskityttiin kuitenkin pelkästään saavutettavuuden vaikutukseen maankäytön kysyntään, koska se on yksi merkittävimmistä alueeseen sidotuista maankäytön kysyntään vaikuttavista tekijöistä, johon on lisäksi mahdollista vaikuttaa liikennejärjestelmän ja maankäytön suunnittelulla.
Maankäyttömallien lisäksi projektissa tutkittiin myös asuntojen hintojen ja saavutettavuuden välistä suhdetta koko Helsingin seudun kattavalla asuntojen kauppahinta-aineistolla. Hintamalleja käytettiin maankäyttömallien tukena maankäytön kysyntää selittävien saavutettavuusindikaattoreiden tunnistamisessa ja pystyttiin tutkimaan ilmiötä myös pääkaupunkiseudun ulkopuolella. Hintamalleista saatiin saman suuntaisia tuloksia kuin maankäyttömalleista.
Maankäyttömallin arviot ovat hyödyllistä lähtötietoa esimerkiksi täydennysrakentamiskohteiden tunnistamiseen
Projektissa laadittiin estimoitujen empiiristen maankäyttömallien avulla arviot siitä, millaista maankäytön tehokkuutta saavutettavuus mahdollistaa Helsingin seudun eri alueilla. Arviot on laadittu seudullisen maankäytön, asumisen ja liikenteen MAL 2019 -suunnitelman (HSL, 2019b) liikennejärjestelmäskenaarioiden saavutettavuustietojen pohjalta (nykytila 2016 ja skenaariovaihtoehdot VE0 ja VE3 vuodelle 2030). Arviot on esitetty keskimääräisinä tonttitehokkuuksina liikennemallin sijoittelualueittain. Ne kertovat, miten tehokkaalle rakentamiselle alueen saavutettavuus keskimäärin luo kysyntää. Pääkaupunkiseudun tonttiaineistoon pohjautuvien mallien arviot ekstrapoloitiin myös muualle Helsingin seudulle. MAL-työn tulevaisuuden skenaarioista vuoden 2030 VE0-skenaario sisältää jo päätetyt tai rakenteilla olevat uudet liikennehankkeet, kuten Raide-Jokerin ja Länsimetron jatkeen Kivenlahteen. Vuoden 2030 VE3-skenaario sisältää VE0-skenaarion liikennehankkeiden lisäksi uusia suunnitteluasteella olevia hankkeita kuten uusia pikaraitioteitä Helsingissä, Espoossa ja Vantaalla sekä mm. seudulliset tienkäyttömaksut.
Kuviossa 5 on arviot kestävien kulkumuotojen saavutettavuuden mahdollistamasta maankäytön tehokkuudesta vuoden 2030 VE0-liikenneverkolla ja tehokkaimpien 25 % tonteista mallilla arvioituna. Mallin arvioiden mukaan tehokkaimmalle maankäytölle on kysyntää Helsingin niemellä. Maankäytön kysyntä ja saavutettavuuden mahdollistamat tonttitehokkuudet laskevat mentäessä kauemmaksi seudun pääkeskuksesta, mutta suhteessa vähemmän erityisesti raskaan raideliikenteen raidekäytävien varsilla. Helsingin ydinkeskustassa maankäytön tehokkuuden kysyntä on todennäköisesti mallin arviota vielä suurempi.
Laaditut arviot saavutettavuuden mahdollistamasta maankäytön tehokkuudesta nykytilassa ja tulevaisuuden liikennejärjestelmäskenaarioissa ovat hyödyllistä lähtötietoa sekä kuntien maankäytön ja liikenteen suunnittelun että seudullisen suunnittelun näkökulmasta. Arvioita voidaan hyödyntää tunnistamaan kehityskohteita, joissa jo nykyisen liikennejärjestelmän tarjoama saavutettavuus mahdollistaa huomattavaa maankäytön tiivistämistä lisärakentamisen kautta. Lisäksi arvioita ja estimoituja empiirisiä maankäyttömalleja voidaan hyödyntää arvioimaan, miten uudet liikennejärjestelmäinvestoinnit vaikuttavat maankäytön kehityspotentiaaleihin. Helsingin seudun kuntien näkökulmasta arvioita saavutettavuuden mahdollistamasta maankäytön tehokkuudesta voidaan hyödyntää kaavoituksessa mm. täydennysrakentamisen suunnitteluun. Mahdollisia soveltamiskohteita ovat myös erilaiset kaupunkitaloudelliset arviot, joissa voidaan arvioida esimerkiksi raideliikenneinvestointien maankäyttöhyötyjen euromääräisiä vaikutuksia tai vaihtoehtoisesti rakentamista rajoittavien tekijöiden taloudellista vaikutusta.
Pelkästään Helsingin alueella olisi kysyntää huomattavalle määrälle lisärakentamista
Laadittuja arvioita saavutettavuuden mahdollistamasta maankäytön tehokkuudesta sovellettiin myös karkeaan analyysiin eri alueiden rakentamisen tiivistämispotentiaalista. Kullekin liikennemallin alueelle laskettiin teoreettinen rakentamisen kokonaiskerrosalapotentiaali. Se perustui maankäyttömallissa laadittuihin arvioihin saavutettavuuden mahdollistamasta tonttitehokkuudesta sekä oletukseen, että kaikilla alueilla 60 % maa-alasta on tonttimaata. Tätä teoreettista potentiaalia verrattiin alueiden todelliseen rakennettuun kerrosalaan vuoden 2017 lopussa. Tiivistämispotentiaali ilmoitettiin kullekin alueelle aluetehokkuutena (kerrosala suhteutettuna alueen koko maapinta-alaan). Karkean analyysin pohjalta esimerkiksi pääkaupunkiseudulla MAL 2019 -työn vuoden 2030 VE0- liikennejärjestelmäskenaariossa (Kuvio 6) suurimmat tiivistämispotentiaalit sijaitsevat Helsingin kantakaupungin alueella, Raide-Jokerin ja raskaan raideliikenteen risteämiskohdissa sekä muualla raskaan raideliikenteen varsilla.
Helsingissä ja Helsingin seudulla kannattaa hyödyntää maankäyttömallia suunnittelun tukena
Helsingin seudulla on pitkät perinteet seudullisen liikennejärjestelmän mallintamisesta ja liikennemallin tietojen hyödyntämisestä liikennesuunnittelussa. Maankäytön suunnittelun tukena on taas hyödynnetty vähemmän maankäyttömallien tarjoamia mahdollisuuksia. Samalla tapaa kuin liikennejärjestelmä voi olla eri osuuksilta ruuhkautunut tai vajaasti hyödynnetty, maankäyttökin voi olla eri alueilla ”ruuhkautunutta” tai alimitoitettua todelliseen kysyntään verrattuna. Helsingin seudulla tunnistetaankin todennäköisesti paremmin liikennejärjestelmän kehitystarpeet, mutta maankäytön vajaakäyttö hyvin saavutettavilla alueilla jää pienemmälle huomiolle. Maankäyttömallin avulla voidaan tulevaisuudessa paremmin toteuttaa liikennejärjestelmän ja maankäytön yhteissuunnittelua.
Projektista saatujen kokemusten perusteella HELMET-liikenne-ennustemalli ja logsum-saavutettavuusmuuttuja soveltuvat tietyin varauksin hyvin maankäytön potentiaalien tutkimiseen ja analysoimiseen. Kehittyneissä liikenteen ja maankäytön vuorovaikutusmalleissa (LUTI-mallit) maankäyttömallin tulokset toimivat myös syötteenä takaisin liikenne-ennustemalliin. MALPAKKA 2.0 -projektissa on sovellettu kevyempää lähestymistapaa, jossa maankäyttömallissa maankäytön potentiaalien analysoimiseen on hyödynnetty liikenne-ennustemallin tietoja ilman LUTI-mallien mukaista takaisinkytkentää, jossa maankäyttömallin arviot syötetään takaisin liikennemalliin. Myös valitulla lähestymistavalla onnistuttiin tuottamaan hyödyllisiä aineistoja ja malleja, joita kannattaa sovel-taa maankäytön ja liikenteen yhteissuunnitteluun, vaikutusten arviointeihin ja maankäytön systemaattiseen analysoimiseen.
Mikko Jääskeläinen toimii erityisasiantuntijana Helsingin kaupungin maankäytön yleissuunnittelu -palvelussa.
Kirjallisuus
Bertaud, A., 2015. The Spatial Distribution of Land Prices and Densities: The Models Developed by Economists. Working paper. Marron Institute of Urban Management.
Brueckner J., 2011. Lectures on Urban Economics. MIT Press.
Fujita, M., 1989. Urban Economic Theory: Land Use and City Size. Cambridge University Press.
HSL Helsingin seudun liikenne, 2019a. Helsingin seudun työssäkäyntialueen liikenne-ennustejärjestelmän kysyntämallit 2017. Julkaisuja 5/2019.
HSL Helsingin seudun liikenne, 2019b. MAL 2019: Helsingin seudun maankäyttö, asuminen ja liikenne.
Jääskeläinen, M., Harjunen, O., Niemelä, J., Ronikonmäki, NM. & Vuorio, L., 2019. MALPAKKA 2.0: Saavutettavuuden ja maankäytön tehokkuuden välinen yhteys Helsingin seudulla. MAL 2019 -julkaisut.
Laakso, S., Koponen, V. & Moilanen, P, 2016. Maankäyttö, liikenne ja asuntojen hinnat -
Paikkatietoaineistot ja mallityökalut - MALPAKKA. Helsingin seudun liikenne.
Laakso, S., 2015. Maankäyttö, liikenne ja asuntojen hinnat - Saavutettavuuden ja yhdyskuntarakenteen vaikutuk-sista asuntojen hintaan ja maankäytön tehokkuuteen. Helsingin seudun liikenne & Helsingin seudun MAL-neuvottelukunta.
Laakso S. & Loikkanen H., 2004. Kaupunkitalous - Johdatus kaupungistumiseen, kaupunkien maankäyttöön sekä yritysten ja kotitalouksien sijoittumiseen. Gaudeamus, Helsinki.
Loikkanen, H. & Laakso, S., 2016. Tiivistyvä kaupunkirakenne - tuottavuuden kasvun perusta. Tehokkaan tuotannon tutkimussäätiö.