硫作为植物必需的营养元素，在草地生态系统养分循环中起到重要作用，但过量施硫肥或大气硫沉降是陆地生态系统土壤酸化的主要原因，可造成土壤盐基离子淋失、养分失衡、有害金属离子积累，并对土壤生物群落结构及功能产生影响。土壤微生物群落能够通过调节其自身元素获取和分配策略来适应气候变化和人为干扰引起的环境资源的失衡性变化。尽管过去大量研究表明，土壤酸化会改变养分有效性，影响微生物群落结构，但微生物的元素获取和分配策略对土壤酸化的适应机制尚不明确。
沈阳生态所土壤化学组依托额尔古纳森林草地过渡带生态研究站2017年5月建立的草甸草原硫添加试验平台（元素硫添加量分别为0、1、2、5、10、15、20、50 gSm^-2yr^-1），2018年8月对表层土壤的相关化学及生物学性质进行了调查取样及测定分析，研究发现硫添加引起的土壤酸化显著提高了土壤真细菌比和微生物生物量碳氮比，进而降低了碳：氮不平衡指数，表明微生物群落随着土壤pH降低从氮限制向碳限制转化。此外，研究还发现随着土壤酸化程度的加剧，微生物群落通过提高其碳：氮获取酶的比值来获取更多碳；同时减少用于呼吸的碳投入，提高碳利用效率，以适应微生物碳限制。通过结构方程模型发现，与传统的质子和金属离子胁迫理论相比，微生物元素化学计量理论能够更好地解释其养分获取和利用策略在酸化条件下的变化（见下图）。
上述结果以Enhanced carbon acquisition and use efficiency alleviate microbial carbon relative to nitrogen limitation under soil acidification为题发表在Ecological Processes（2021, 10: 32）上。土壤化学组博士研究生李天鹏为论文的第一作者，姜勇研究员为通讯作者，王汝振、蔡江平、冯雪、刘贺永及研究生孟亚妮、王志瑞等为共同作者。该研究得到国家自然科学基金面上和青年项目（31870441、 32071563、31800398）、中科院战略先导项目（XDA23080400）和国家重点研发计划课题（2016YFC0500601）资助。
硫添加引起的土壤酸化对微生物群落结构、元素化学计量关系及其适应策略的影响