为探究不同水氮管理模式对寒地稻田水、气、土、植株的综合影响,寻找增产、节水、减排的最优水氮管理模式,试验设置了2种灌溉方式（C:控制灌溉、F:常规淹灌）,4种氮肥水平（N0:N0:0 kg/hm²、N1:85kg/hm²、N2:110 kg/hm²、N3:135kg/hm²）,共8组水氮耦合处理。对稻田CH₄和N₂O排放通量进行分析,计算生长季总排放量,估算温室气体排放强度及全球增温潜势,并与水稻根系进行了相关性分析;对土壤理化性质、肥料残留、水稻产量和品质等进行了观测,并建立投影寻踪模型对各项指标进行综合分析。结果表明:1)相同施氮量下,控制灌溉相比于常规淹灌可以降低40.5%～44.1%的CH₄排放量,而对N₂O排放量的影响不显著（P>0.05）。相同灌溉模式下,N₂O的排放量随施氮量的增加而升高,CH₄的排放量随着施氮量的增加先降低后升高。2)控制灌溉相比于常规淹灌,各施氮处理的稻田CH₄和N₂O的综合增温潜势（GWP）降低了35.8%～41.0%。常规淹灌交互零氮肥水平的N₂O排放量最低,控制灌溉交互中等氮肥水平的CH₄排放量最低。8组处理中,CN2处理相较于CN3处理的稻田GHGI没有显著差异（P>0.05）,并具有更小的GWP。3)施氮耦合两种灌溉模式均会导致土壤p H值降低,p H值的降低速率随施氮量的增加而增加,其中FN3处理下降速率最快,平均下降速率为0.023/a。4)施氮耦合两种灌溉模式均会显著提高土壤无机氮含量,且无机氮的累积量随施氮量的增加而增加。5)控制灌溉相比于常规淹灌,各施氮处理的肥料残留量增加了21.7%～46.1%;控制灌溉下肥料残留量随施氮量的增加而增加,常规淹灌下肥料残留量在不同氮肥水平条件下差异不显著。6)相同施氮量下控制灌溉与常规淹灌的水稻产量差异不显著;相同灌溉模式下,水稻产量、淀粉含量和蛋白质含量随施氮量的增加而提高。相同施氮量下控制灌溉相比于常规淹灌,稻米直链淀粉含量提高了4.5%～12.3%;蛋白质有所增加。通过优化后的投影寻踪模型综合分析不同水氮管理下的水稻经济效益和环境效益,最终得到控制灌溉耦合110 kg/hm²氮素配合施用的最优模式,为增产增收、黑土资源的高效利用和水资源的可持续发展提供提供科学的数据分析和理论指导。