[论文解读] Uncovering Functional Blocks in Interregional Production Networks: Evidence from Input-Output Linkages in Japan

Shota Fujishima|arXiv (Cornell University)|Mar 26, 2026

Regional Economics and Spatial Analysis被引用 0

一句话总结

本论文在日本的区域间生产网络中筛除重力驱动效应，并对残差应用加权随机块模型，以揭示具有强区域一致性和跨区域整合的潜在功能性区块。

ABSTRACT

This paper examines the latent functional block structure of Japan's production network using interregional input-output data. To isolate non-trivial production linkages, we first estimate a structural gravity model to account for spatial frictions and economic scale, and then apply a weighted stochastic blockmodel (SBM) to the resulting residual network. Because these residual linkages often connect distant regions, the SBM is well suited to grouping region-industry pairs based on their shared macroeconomic roles. The results reveal that even after explicitly filtering out the mechanical effects of geographic proximity, the network is organized into functional blocks that maintain a high degree of regional coherence. Beyond this baseline spatial clustering, we find evidence of cross-regional integration, a structural bifurcation between manufacturing and urban services in metropolitan areas, and broadly spanning primary sectors. These findings provide a network-based perspective on regional coordination, offering guidance for how structurally defined production blocks-rather than simple geographic proximity-can inform wide-area policy design.

研究动机与目标

• 识别日本区域间生产网络的潜在功能性区块结构。
• 通过估计结构性重力模型并构建残差网络，分离非重力（非接近性）连接。
• 使用加权随机块模型检测基于功能的区域区块。
• 评估残差网络中的区域集聚、跨区域整合及大都市分化。
• 讨论对广域区域协调与政策设计的影响。

提出的方法

• 在区域间投入产出数据上使用泊松伪极大似然估计（PPML）来估计重力模型，以过滤距离和规模效应。
• 从观测流量与预测流量的对数偏差中构建残差网络，保留正残差作为骨架。
• 在残差网络上应用带指数边权的度数校正加权随机块模型（SBM）。
• 在 Peixoto 的非参数贝叶斯框架中通过最小化描述长度来推断最优的区块结构。
• 将区块解释为区域-行业功能区块，反映宏观经济角色，而不仅仅是接近性。

实验结果

研究问题

• RQ1 在经过重力过滤后，区域-行业对是否会组织成超越地理接近性的功能性区块？
• RQ2 残差连接结构中的区域一致性程度如何？
• RQ3 功能区块中是否存在跨区域整合和大都市分化？
• RQ4 如何将识别出的功能性区块用于广域区域协调和政策设计？

主要发现

• 在经过重力过滤后的残差网络表现出高度的区域一致性。
• 中国(Chugoku)与四国(Shikoku)地区显示结构等价性，形成一个凝聚的宏观经济区域。
• 如关东(Kanto)与近畿(Kinki)等大都市地区呈现出广泛制造业基地与都市服务之间的分化。
• 矿业角色及某些初级/基础设施部门在东日本广泛跨区扩展，表明存在跨区域连接。
• 冲绳 Okinawa 的产业收敛为一个全区域级的聚类，凸显独特的制度性摩擦。
• 总体来看，功能性区块揭示出超越地理接近性的潜在相互依赖性，为区域协调提供信息。