Проблема топографического планирования и формирований городов затрагивалась еще с ранних времен античными философами, позже – учеными-математиками, среди которых можно выделить Р. Кантильона, Дж. Стюарта, А. Смита, Д. Рикардо, но только в 19 веке начали возникать полноценные теории пространственного моделирования [1, с. 383-398]. Основоположником пространственной экономики считается И. Тюнен. В 1826 года он опубликовал работу на тему «Изолированное государство в его отношении к сельскому хозяйству и национальной экономии», в которой он разработал теорию регионального деления земель под производство конкретных типов продукции с целью сокращения транспортных издержек, возникающих при доставке сырья к производству и готовой продукции от производства к рынку сбыта. Его идея заключалась в том, чтобы выделить несколько колец-зон вокруг поселения и разместить на каждом из них определенные виды хозяйственной деятельности. Схема такого разделения представлена на рисунке 1.
Рис. 1. Зоны специализации И. Тюнена
Позже теорию И. Тюнена развил немецкий экономист В. Лаундхарт на примере одного предприятия. Его задачей, получившей название «трех точек», было определить оптимальное расположение предприятия относительно двух источников сырья и одного рынка сбыта таким образом, чтобы транспортные издержки по пути к ним к ним стремились к минимуму. Для решения был разработан «локационный треугольник», показанный на рисунке 2, в вершинах которого были рынок сбыта и источники сырья, в центре должен располагаться завод.
Рис. 2. «Локационный треугольник» В. Лаундхарта
В своей теории В. Лаундхарт полагал, что трудовые издержки в стоимостном измерении в точках X, Y и Z одинаковы, так как стоимость труда везде одинакова, что и оказалось неверным.
Позже другой исследователь А. Вебер в своих расчетах оптимизации издержек учитывал не только влияние транспортных и трудовых затрат, но и агломерационный эффект. Под агломерационными силами он понимал экономическую выгоду от концентрации различных объектов инфраструктуры и населения городов. Вебер также решил «задачу трех точек» через треугольник, получивший название «штандортная фигура», а также ввел понятия «локализированных» (есть только на этом месте), «доступных» (можно перевезти), «чистых» (полностью передают свой вес готовому продукту) и «грубых» (при производстве часть веса теряется) материалов, объединяющиеся в «материальный индекс». Таким образом, «чистые доступные» материалы, такие как комплектующие, не стремятся к концентрации производства (автомобилестроение), в то время как «грубые локализированные» требуют сосредоточение у источника сырья (мукомольное производство) [2].
Теория центральных мест Кристаллера вывела возможности пространственной экономики на новый уровень. В своем труде «Центральные места в южной Германии» («Die zentralen Orte in Süddeutschland») исследователь ввел понятие «центральных мест» – крупные города, которые способны покрыть потребности в товарах и услугах не только своих жителей, но и жителей соседних поселений (городов). Более того, такие логистические отношения с течением времени формируют шестиугольники без просветов, образуя сетку, похожую на пчелиные соты, оптимально удовлетворяя потребности жителей городов. Такая сеть получила название «Кристаллеровская решетка». Она представлена на рисунке 3.
В каждом населенном пункте, включая деревни, доступны продукты первой необходимости. В средних поселениях, таких как райцентры, можно приобрести товары повседневного спроса, такие как одежда и бытовые услуги. Предметы роскоши, такие как ювелирные изделия, театры и музеи, доступны только в крупных городах, таких как областные центры.
Рис. 3. Кристаллеровская решетка
Каждый шестиугольник имеет свой тип иерархии в системе, который влияет на площадь зоны обслуживания. Сам тип определяется исходя из количества центральных мест текущей ступени: число подчиненных центральных мест + 1. Такое значение обозначают буквой К. Для расчёта количества задействованных поселений используется следующая формула (1).
(1)
где – количество задействованных поселений;
n – количество ступеней иерархии.
Количество возможных типов иерархии в принципе может быть любым. Однако, В. Кристаллер и его последователи уделяли особое внимание анализу трех типов, или вариантов, иерархии при К = 3, 4, 7 [3]. Один из вариантов использования иерархии показан в таблице.
Таблица
Категория размеров районов и число населенных пунктов при К = 3 [2]
Категория размеров района | Число населённых пунктов в районе | Число районов для этой категории | Категория размеров населенного пункта | Число населенных пунктов для этой категории |
0 | 1 | 729 | 0 | 486 |
1 | 3 | 243 | 1 | 162 |
2 | 9 | 81 | 2 | 54 |
3 | 27 | 27 | 3 | 18 |
4 | 81 | 9 | 4 | 6 |
5 | 243 | 3 | 5 | 2 |
6 | 729 | 1 | 6 | 1 |
Однако теория В. Кристаллера далеко не всегда совпадала с реальностью, на что часто указывали критики. Тем не менее эта работа была первой попыткой анализа регулярности расположения городов относительно экономически устойчивого центра.
Намного больших результатов в организации географического пространства городов добился Август Леш, разработавший теорию экономического ландшафта, основываясь на динамике спроса. Он предположил, что спрос на продукцию будет снижаться прямо пропорционально отдалению от производства, образуя конусообразные фигуры – «конусы спроса», так как расстояние влияет на транспортные издержки, что в последствии сказывается на розничной цене продукции, рисунок 4. Таким образом одно предприятие способно удовлетворить потребности некоторой заселенной территории, получая при этом положительную прибыль. Однако население не является сплошным и равномерным, поэтому в своей теории экономист предположил, что некоторое население проживает в мелких деревнях настолько равномерно, чтобы вся исследуемая область использовалась в сельскохозяйственной деятельности. Поэтому в данном случае предприятия разумно размещать именно на фермах, так как там уже есть готовая база рабочей силы, сформированная инфраструктура и постоянные потребители.
Рис. 4. Конус спроса Леша
Форма обслуживаемой территории зависит от количества поселений-соседей, которые также являются потребителями производимой продукции. Они представлены на рисунке 5.
Рис. 5. Формы рынков в зависимости от количества деревень-соседей
С тех пор экономисты, занимающиеся пространственным планированием, считают данную теорию экономического ландшафта впечатляющим примером научной строгости в области теории размещения [4, с. 128-131].
Таким образом, история развития теорий пространственного планирования и формирования городов свидетельствует о постоянных усилиях ученых и экономистов понять и оптимизировать взаимодействие между пространственным размещением хозяйственной деятельности, транспортными издержками и потребностями населения. Начиная с работ И. Тюнена, В. Лаундхарта, А. Вебера и В. Кристаллера, и заканчивая современными исследованиями, экономическое ландшафтное планирование стало значимым инструментом для оптимизации использования ресурсов и создания устойчивых городов.