在云南的西双版纳他看到，远古时期的刀耕火种延续几千年，至今在这里还是十分普遍的耕作方式。田野里，白天烟雾弥漫，夜里火光熊熊，令人触目惊心。大面积的盲目开垦，造成了水土的严重流失。
在北国的黑龙江他看到，苏联境内森林茂密，林中湖泊水光潋滟，水鸟翻飞，而中国境内则是光秃秃一片，林中湖水荡然无存。完全相同的自然条件、气候环境，却呈现出完全不同的自然景观。
在开阔的河西走廊，他亲眼看到植被被破坏的情景。兰新铁路旁本来以种植红柳而著名，可如今红柳被大量砍伐，每年人们割红柳一千多万斤。红柳是固沙植物，割去红柳，风沙肆虐。流沙不仅袭击了农田和村舍，还肆无忌惮地向世界闻名的艺术宝库敦煌石窟进逼。竺可桢在心里默默记下一个数字，每过半小时，这里就有7辆卡车满载被砍伐的红柳呼啸而去。
在内蒙古的巴丹吉林、毛乌素沙漠，眼望着无边的大漠，他不禁想起了那首著名的北朝民歌：“敕勒川，阴山下，天似穹庐，笼盖四野。天苍苍，野茫茫，风吹草低见牛羊。”他对随行人员说：“从这首诗中可以看出，当时的西北，还是水草肥美的大牧场。自然界的万事万物是相互制约、相互影响的，我们切不可违背自然规律行事。否则，破坏了自然界的生态平衡，森林被砍伐变成了草原，草原被破坏变成沙漠，其后果是不堪设想的。”
竺可桢在各种场合呼吁，希望各级政府要重视生态环境，切忌乱垦乱伐，防止水土流失和土地沙漠化的加剧。
在中国科学院一次院党组扩大会议上，竺可桢做了长达一个半小时的大会发言。他结合综合考察过程中的第一手资料，全面阐述了对当时农业生产的意见。
在我国近三千年的农业生产历史中，汉族只注重发展农耕业，不重视畜牧业和林业。汉字中的“男”是由“田”字和“力”字组成，古代男子的主要任务就是在田地里劳作。几千年延续下来，草原被滥垦滥伐，引起了风沙弥漫。黄土高原也因开垦过度而造成植被严重破坏，水土流失，给黄河中下游带来灾难。
竺可桢说：“‘前车之覆，后车之鉴’，我们的东北和内蒙古地区草原不能重蹈覆辙。应该使草地成为牛、马、羊、骡的乐园。”
“利用山地应该以森林种植业为主，如一味大面积开垦，必定造成严重的水土流失，使肥沃的土壤任风吹荡，从空中飘浮进大海。”
竺可桢根据自然资源综合考察的结果，在全国人民代表大会上呼吁开展自然资源保护工作，呼吁在全国范围内建立自然保护区，实现大自然的生态平衡。
他明确指出，在年降雨量不足350毫米的干旱地区，坡度超过35度的山坡以及大江大河的上游地区应该绝对禁止开垦砍伐。
他依据自己野外考察的第一手资料，写作并发表了《雷琼地区考察报告》、《要开发自然必须了解自然》、《新疆纪行》、《让海洋更好地为社会主义建设服务》、《向沙漠进军》等科普文章。这些文章深入浅出，内容丰富，说理透彻。《向沙漠进军》一文，至今仍是中学语文教材中的范文。
为了科学考察，竺可桢丢下了个人的一切事情。长时间的野外作业中，他谢绝了对他的各种照顾，亲自观察掌握第一手资料。
外出时，他总随身携带四件宝：照相机、罗盘、气温表和高度表。每到一个地方，他先拿出罗盘，定好方向，然后用高度表测量海拔高度，用气温表测量温度，再用照相机拍摄下来植物生长状况和自然生态环境，以留作研究资料。
考察中，他把个人安危置之度外。在黑龙江流域考察原始森林时，他踏入丛生的杂草，不顾扑面而来的蚊叮虫咬。在黄河流域考察黄土高原被侵蚀状况时，他在滚滚浊流中乘小船顺流而下，小船搁浅漏水，一船人险些遇难。在川西高原勘察南水北调引水路线时，他和年轻的考察队员们一起，登上海拔4000米的高山，深入到狭窄的河流谷底，不顾随时可能发生的泥石流和山体滑坡的危险。在新疆考察时，越野汽车几次在茫茫戈壁滩上抛锚，他忍着饥饿寒冷在汽车里过夜，听见不远处传来凄厉的狼嗥。
当年随同竺可桢参加综合考察的年轻人，如今都已是年过花甲的科学家。他们至今仍难以忘怀和竺可桢一起参加科学考察的日日夜夜。是竺可桢为他们树立了科学探索、不畏艰险的榜样，竺可桢是他们献身科学的领路人。
更令人感慨万千的是，以竺可桢为代表的科学的声音，在那个年代并没有得到应有的重视和回应。
中国的五六十年代，是一个“以阶级斗争为纲”，任意夸大“人的因素第一”的年代。特别是在1957年反右斗争和1958年“大跃进”之后，许多工作严重脱离了客观实际。著名经济学家马寅初先生提出节制人口的理论横遭批判，竺可桢呼吁保护自然生态环境的建议也不可能得到重视。
在全国人大的一次会议上，某省的一个主要领导登台发言，大力宣扬毁林造田，以增加耕地面积。竺可桢听了感到十分惊骇，忧心如焚。
到了十年“文革”时期，这种违背自然规律的愚昧现象更是比比皆是。“围海造田”、“围湖造田”、“屯垦戍边”、“向荒山要粮食”……科学与理性被无知与蛮干所代替，而视科学为生命，以“求是”为原则的竺可桢此时更是回天无力了。
5．心底深处的伤痛
1961年1月20日，竺可桢的大儿子竺津（字希义）作为一名被强制劳动改造的右派分子，在劳改农场逝世，年仅40岁。
竺津是竺可桢钟爱的孩子，他从小就聪颖、好动，深得竺可桢和张侠魂的喜爱。1938年，浙江大学迁移到江西，竺可桢一家住在江西泰和。竺津高中刚刚毕业，正是日军大举入侵、国难当头的日子。当时，竺可桢已为他联系好了大学让他报考，可竺津却毅然投笔从戎，在江西吉安考进了中央军校。尽管竺可桢非常希望自己的孩子能够接受完整的高等教育，但他认为孩子的选择表现出了可贵的爱国主义感情，也就表示支持。
竺津军校毕业后，在军队任无线电班长和骑兵排长，在广西对日军的战斗中，表现英勇，受到表彰。
抗战胜利后，竺津又一次面临着生活道路的选择。当时，凭着竺可桢的社会影响和社会地位，完全可以为竺津安排个好的出路。但竺津却向父亲表示，他想靠自己的努力取得社会的承认。竺可桢对他的这种独立奋斗精神表示赞赏。于是，竺津被分派到国防部二厅任职，做文职工作，一直到新中国成立。
新中国成立后，竺津被人民政府分配到中学任教，教授数学和英语。
竺津生活俭朴，为人耿直，从不会阿谀奉迎，在学校里无论与同事还是与学生都相处得很好。他工作认真，拥护中国共产党的领导，认真学习政府的各项政策，所以很快加入了中国共产主义青年团。他的弟弟竺安后来回忆说，竺津每次从南京到北京来探望父母亲时，常就当时国家的一些重大事件如土改、公私合营等问题和竺可桢讨论。
1957年的夏天，是一个非常郁闷的季节。随着反右斗争的扩大化，许多积极响应上级党组织的号召、向党提出批评建议的正直知识分子，被打成了“右派”。竺津所任教的那所中学为了完成上面分配的“右派定额”，联系竺津曾有过在国民党部队任职的经历，就把竺津打成了历史反革命和右派分子。瘦弱的竺津戴上了两顶罪恶的“帽子”，被开除了公职，送到劳改农场劳动改造。
竺可桢得知竺津被打成右派的消息后，心情十分沉重。他共有6个孩子，3个儿子3个女儿。二儿子竺衡和爱妻张侠魂因病死于抗战时期的动荡迁徙之中；大女儿竺梅1946年投奔解放区参加革命，1948年因哮喘病发作缺医少药不治，在大连去世。如今，钟爱的长子又落入这样的境地，可他作为父亲却无能为力。
作为父亲，他爱自己的儿子。他悔恨自己为什么不早提醒心直口快的儿子，说话要注意影响，言行要谨慎。可他又不仅仅是父亲，他是中华人民共和国最高科学机构的领导人。在那个大讲特讲阶级斗争的岁月，他怎能不时时处处按党组织的要求行事，站稳阶级立场，和“右派分子”划清界限。
他把痛苦埋在心底，通过种种渠道保持与儿子的联系。他写信给儿媳，在安慰鼓励她好好生活的同时，还不时寄钱去予以接济。他让小儿子竺安为竺津邮寄书刊，以抚慰儿子在苦役中的心灵。
对儿子的境遇他无能为力，可他对那些同时期被打成右派分子饱含冤屈的科学家，却竭自己所能援之以手。
化学家袁翰青被打成右派后，被迫离开了中国科学技术情报所的领导岗位。竺可桢知道后，立即以工作需要为由，请他到自己领导的自然科学史研究室工作，期待他发挥专业特长，在化学史的研究中做出成绩。
物理学家束星北，原是浙江大学的一级教授，新中国成立后调到青岛从事海洋研究。他被打成右派后，竺可桢除了给予他家经济帮助外，还写了许多信给他，鼓励他继续致力于科学研究。
许多年过去了，白发苍苍的老教授忆及当年还禁不住泪流满面。
在劳改农场的竺津度日如年。歧视和凌辱折磨着他的精神，高强度的劳役摧毁了他的健康。他患了血吸虫病，骨瘦如柴，腹胀如鼓，奄奄一息。1959年5月，他被保外就医。在家治疗了3个月，病情刚有好转，就又被迫回到劳改农场。劳改农场根本谈不上治病养病，竺津的病情日趋加重。再加上1960年、1961年遍及全国的大灾荒，饥饿、劳累一起袭来，竺津肝硬化病危，吐血不止。1961年1月20日深夜在劳改农场去世。
老年丧子是人生之大不幸，可竺可桢在得知竺津去世的噩耗时，却几乎没有流露自己的感情。无论是家里的亲人，还是他身边的工作人员，从没听他提及过此事。在那些日子里，只见他没日没夜地工作，为科学考察事宜从北京飞武汉再飞广州，原本瘦削的他更显消瘦。
可是，有谁知道他内心深处的哀痛？有谁知道他在旅途中连日彻夜难眠？
1961年2月20日，是竺津去世整一个月的日子。
这一天，竺可桢在日记中写下了一首七律：
哭希文辛丑年正月初六忆汝十六气峥嵘，投笔从戎辞母行。杀敌未成违壮志，读书不遂负生平。
失言自知咎应得，却毒无方腹疾婴。痛尔壮年竟早逝，使我垂老泪盈盈。
这首诗，是竺津生平的概略描述，也表述了竺可桢对儿女的舐犊深情。
那天夜里，竺可桢躺下后，朦朦胧胧中做了一个梦。梦中，恍恍惚惚是早年全家在杭州城居住时的光景。去世的三个儿女那时年纪尚小，他们围绕在父亲身旁欢笑着追逐打闹。竺梅还是那样文弱秀气，竺衡身着童子军的短衫短裤，顶数大儿子竺津最淘气机灵，他追弄着弟弟妹妹，一会儿也安静不下来。竺梅、竺衡一边跑，一边躲闪，他们又笑又叫：“爸爸，你管不管哥哥！”
竺可桢从梦中醒来，泪水顺着脸颊流到枕头上，这又是一个不眠之夜……
6．72岁的新党员
无论是家庭的不幸和伤痛，还是社会上的风风雨雨，竺可桢从未动摇过对社会主义和共产党的信念。
竺可桢执著地相信，新中国各项事业的胜利，特别是科技事业的发展是中国共产党领导的结果。他认为，只有参加到中国共产党的队伍中，把党的事业和科学事业紧密结合在一起，才能更好地发展中国的科学事业，实现自己平生的愿望。
1962年6月4日，中国科学院办公厅秘书处党支部举行党员大会，讨论并通过了竺可桢要求加入中国共产党的申请，吸收他为中共预备党员。
竺可桢的一生，经过了晚清封建时期，经过了军阀混战和国民党统治时期。作为一位饱经忧患、出污泥而不染的正直的科学家，他原本一直持有科学救国的信念。而他对国民党的认识，也经历了从希望、怀疑到彻底失望的过程。新中国成立后，从祖国的社会面貌到经济建设的巨大变化中，他增进了对中国共产党的认识和感情，逐步从一个爱国的民主主义知识分子转变为一个共产主义者。
在《入党志愿书》中，竺可桢认认真真地写了一份近2万字的自传。在自传中，他回顾了自己思想变化的过程。他谈道，自己人生观的形成，明显地受科学救国、贤人政治、个人奋斗主义和人性本善这些资产阶级民主主义思想的影响。而新中国成立以来日新月异的巨大变化教育了他，使他认识到，只有共产党才能代表全国最广大人民群众的利益，只有社会主义才能救中国，他开始树立了共产主义的人生观。
竺可桢的入党介绍人是中国科学院党组书记张劲夫和院机关党委书记郁文。
支部大会上，郁文介绍了竺可桢的情况，竺可桢宣读了自己的《入党志愿书》。党员们在讨论中纷纷谈道，竺可桢的道路，是一个爱国主义知识分子不断探求真理的道路。特别是新中国成立后，在担任了中国科学院的领导工作后，他把自己所有的一切都献给了中国科学事业的发展。他博学多识，克己奉公，生活俭朴，关心中国的科学事业胜过了关心一切，关心群众胜过了关心自己的和自己的亲属。
竺可桢严格要求自己，严格要求自己的子女亲属。要求他们要自食其力、艰苦朴素。他的子女亲属从未享受过他的任何特权。
抗美援朝时期，他将以前存在美国用以购买外文书刊的5000美元全部捐献给了国家。
