An analysis of urban growth controls through game theory and the contingent valuation method

Abstract

Los objetivos de esta tesis doctoral son los de contribuir a la comprensión de los factores económicos que hay tras el extendido uso de las regulaciones en el mercado del suelo y de la discusión sobre sus efectos económicos. Se han realizado tres estudios, los tres abordando distintos aspectos del uso de los controles urbanísticos. Dos de los capítulos analizan estos controles desde una perspectiva teórica, utilizando el marco teórico del modelo de rentas ofrecidas. El tercero propone una aproximación empírica alternativa para investigar sobre la conveniecia de ir hacia un modelo de ciudad con más o menos densidad, al considerar los efectos ambientales con los que se suele justificar el uso de los controles. El estudio se realiza para una área urbana particular, la Región Metropolitana de Barcelona.<br/>En los dos capítulos teóricos, los municipios se supone que se comportan estratégicamente. Los controles urbanísticos surgen así como las soluciones de equilibrio de Nash de un juego entre jurisdicciones, en un caso en el que las externalidades no se han considerado. En el primer trabajo hay dos contribuciones principales: la extensión del análisis a un contexto de juegos repetidos, y la consideración de soluciones cooperativas. Se usaron dos tipos de instrumentos, fronteras urbanísticas e impuestos sobre la vivienda. Para un mismo nivel de recaudación impositiva, las fronteras urbanísticas resultan superiores sólo cuando el total de rentas del suelo se confiscan, e inferiores cuando son las variaciones en las rentas lo que se grava. Al considerar la posibilidad de interacción durante un horizonte temporal incierto, la cooperación puede constituir la estrategia de equilibrio para valores del tipo de interés razonablemente bajos. La intuición es que la cooperación no se sostiene si el horizonte temporal es demasiado corto, por ejemplo cuando se corresponde con el mandato político. En cambio, si consideramos que los controles urbanísticos son elegidos considerando que responden a la elaboración de documentos urbanísticos que típicamente están pensados para que rijan durante un periodo indefinido de tiempo, entonces la cooperación puede constituir un equilibrio plausible.<br/>El segundo capítulo teórico analiza un escenario en el que el nivel de densidad de la ciudad es la variable estratégica. Se utilizó un marco en el que las rentas del suelo siempre se ajustan e igualan el valor agrario en el límite de la ciudad. A nuestro entender, este tipo de análisis de competencia con densidades no se ha realizado. Se considera además que la densidad constituye una característica ambiental que afecta la utilidad de los residentes. Se halló que los valores de densidad resultantes de la interacción entre las ciudades resultan demasiado bajos comparados con el óptimo social, incluso al incorporar el efecto negativo que una mayor densidad infringe sobre los residentes. Este resultado no depende de la especificación de la utilidad respecto de la riqueza o de la desutilidad asociada a la densidad. Este resultado puede relacionarse con la posibilidad de que algunos de los efectos negativos sobre la utilidad asociados al uso de los controles se amortiguan al introducir cierta flexibilidad en la variación de las rentas del suelo y en el tamaño de las ciudades. <br/>El tercer trabajo analizó la conveniencia de las actuales restricciones al crecimiento urbano en la Región Metropolitana de Barcelona, desde una perspectiva ambiental. Esto ser hizo a partir de un ejercicio de valoración contingente en el que se usaron tanto un formato dicotómico doble como uno de ordenación contingente. En el primero, se utilizó el modelo spike extendido. En un contexto en el que el crecimiento se acomoda, la elección es entre bien crecimiento espacial o un incremento en la densidad. Resulta que los residentes del área considerada estarían dispuestos a cambiar algunos entornos en las afueras para conseguir una reducción de densidad. Este resultado se deriva del hecho de que el valor medio -y mediano- asociado a un entorno menos denso es positivo, incluso al considerar los costes externos resultantes de la pérdida de paisajes agrícolas en las afueraas. Por lo tanto, puede deducirse que un cambio hacia un modelo de crecimiento con menor densidad incrementaría el bienestar, en términos netos. Esto evidenciaría que las actuales restricciones al crecimiento estarían sobrecorrigiendo las externalidades ambientales negativas causadas por la pérdida de paisajes alrededor de las ciudades.

The goals of this dissertation consist in contributing to the understanding of the economic factors that are behind the extended use of regulations in the land market and to discuss their economic impacts. Three research studies have been carried out, the three of them dealing with different aspects of land-use regulation. Two of the chapters analyze urban growth controls from a theoretical perspective, built upon the framework of the bid-rent model. The third one provides an alternative empirical approach to investigate into the convenience of moving towards more or less dense urban growth in a particular area, the Metropolitan Region of Barcelona, when accounting for the associated environmental effects that may justify urban growth controls.<br/>In the two theoretical chapters local governments are assumed to behave strategically. Land-use controls arise in this context as Nash equilibrium solutions of a game, and do not coincide with the optimum solutions. In the first work, It is considered a game between jurisdictions, in which externalities are not considered. The chapter provided two novelties: the extension of the analysis to the context of repeated games and the consideration of cooperative solutions. Two different urban growth controls, population controls and a tax on housing, were used. Regarding total revenues, population controls prove to be superior to taxes only when all land rents are confiscated, but inferior when only increased land rents constitute the tax revenue. When competition was considered to take place for an indefinite period of time, cooperation may become the equilibrium strategy as long as interest rates are reasonably low. The intuition is that cooperation is not self-enforcing if the planning horizon is short enough, for instance when it corresponds to the political mandate. Instead, if it can be considered that urban growth controls are established under the realization of documents that typically are thought of to guide the urban development for indefinitely long periods of time, then cooperating can constitute a plausible equilibrium strategy. <br/>The second theoretical paper analyzed an scenario where the density level in the city, was used as the strategic variable. In the framework used land rents always adjust and equate the agricultural value at the city border. To our knowledge, the analysis of competition with density instruments is absent in the literature. The level of density constitutes an urban environmental characteristic that affects the utility of residents as well. It was found that the chosen values of densities result too low compared to the social optimum, even when accounting for the negative effect that increased densities cause on households. This results holds regardless of the specification of the utility over wealth or the density disutility functions. This outcome has been related to the possibility that some of the effects on utility are ameliorated through land rents diminishments and the adjustment of city sizes.<br/>The third work analyzed the conveniency of current restrictions on urban growth in the Metropolitan Region of Barcelona, from an environmental perspective. This was done through a contingent valuation exercise that used both a double bounded and a contingent ranking format. In the first one, the spike model was used. In a context in which urban growth is taking place and is to be accommodated, the choice is between either spatial growth or an increase in density. It is found that residents would be willing to trade off some outer landscapes in order to gain in a reduction of density. This results from the fact that the mean --and median-- value associated to a less dense environment is positive, even when accounting for the external costs arising from the loss of outer agricultural landscapes. As a result, a change implying less density and more green areas per person is perceived by urban residents as welfare-improving, in net terms. We infer that this result evidences that current growth restrictions would be over-correcting the environmental negative externalities caused by the loss of amenities linked to sacrificing landscapes around cities.