通过对93篇相关文献的635对观测值进行整合分析，综合评估保护性耕作（免耕、少耕和秸秆还田）措施对东北地区农田土壤有机碳（SOC）含量、温室气体排放(二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）、氧化亚氮（N₂O）)和作物产量的影响和调控因子。对于东北地区整体而言，与传统耕作相比，保护性耕作显著增加了土壤SOC含量、有机质（SOM）含量、土壤总氮（TN）含量、土壤硝态氮（NO^-₃-N）含量、微生物量碳（MBC）含量，微生物量氮（MBN）含量和作物产量，增幅分别为15.1%、9.7%、1.1%、1.1%、56.6%,31.9%和3.8%。与此相比，保护性耕作显著降低1.3%土壤N₂O排放通量，而对土壤CH₄和CO₂排放通量影响不大。试验年限、秸秆还田措施和年均降雨量对SOC含量和作物产量的影响均存在显著差异。在秸秆还田下，有利于发挥免耕措施的固碳潜力和增产效果，少耕对土壤的固碳潜力和增产效果影响不大。随着试验年限增加，SOC含量的增幅呈现上升趋势。随着年均降雨量的增加，作物产量的增幅呈现上升趋势。结果表明，在东北地区农田实施免耕结合秸秆还田两种保护性耕作措施有利于土壤SOC的固持和N₂O排放的降低，是实现东北黑土区农田土壤固碳减排的适宜保护性耕作措施。