A área do parque evidência suas qualidades e riquezas naturais que o coloca ainda como referência na área dos conhecimentos científicos voltados para a botânica e a zoologia. Na década de 1920 instala-se no PEFI o Horto Botânico, hoje denominado Jardim Botânico.

A função de abastecimento de água findou-se na década de 1930 com a reformulação dos sistemas de abastecimento de água para o município.

Em 1942 a vocação do Parque reafirma-se com a criação do Departamento de Produção Animal-DPA, implantado através do Decreto-Lei nº 12.504 de 10 de janeiro de 1942. E com a reorganização do Departamento de Botânica em meados de 1946 é criada, em área transferida do DPA, a Escola de Horticultura da Diretoria de Ensino Agrícola. Pouco mais tarde, no mesmo ano, é criado o Instituto Astronômico e Geofísico (IAG), incorporado à Universidade de São Paulo através do Decreto nº 16.622, de 30 de dezembro de 1946.

Posteriormente, em 1953 a área da Escola de Horticultura é cedida ao Serviço Social do Estado. Cerca de duas décadas depois, em 1971, parte dessa área é transferida para o Centro Estadual de Agricultura.

Outras importantes alterações ocorrem na década de 1950, quando, através do Decreto 30.487, de 24 de dezembro de 1957, instala-se no parque o Hospital Psiquiátrico e o Departamento de Assistência aos Psicopatas, hoje denominado Hospital CAISM Dr. David Capistrano da Costa Filho.

Um ano depois, em 1958, é criada a Fundação Parque Zoológico de São Paulo. O Zoológico, por força da Lei nº 5.116, de 31 de dezembro de 1958, passa então a utilizar uma área transferida do Instituto de Botânica. Posteriormente, em 1963, o IAG, através da Lei nº 7.721, de 22 de janeiro de 1963, transfere mais uma área para a Fundação Parque Zoológico. Pouco mais tarde, em 1966, o IAG concede mais uma porção de seu terreno, desta vez para o Instituto de Botânica, que recebe esta denominação em 1938.

Em 1969 a Siderúrgica Allipertti sofre uma ação de desapropriação através do Decreto 50.620, de 31 de outubro de 1969, para ampliação do Jardim Botânico.

No início dos anos 70 começam as obras da construção da Rodovia dos Imigrantes e muitas áreas foram incorporadas pelo DERSA. Há inclusive algumas áreas remanescentes, situadas depois das faixas de rodagem do que é hoje a Avenida Ricardo Jafet, que estão completamente dissociadas do PEFI, algumas inclusive invadidas.

Em 1972, é criado o Parque Simba Safári, em área cedida pela Fundação Parque Zoológico para a iniciativa privada. Recentemente a concessão encerrou-se e a Fundação Parque Zoológico assumiu as atividades, alterando o sistema de gestão e a denominação para Zôo Safari, que continua sendo uma das atrações do PEFI.

Em 1974, através do Decreto nº 3628 de 7 de maio de 1974, a Fundação do Bem -Estar do Menor -Pró-Menor, denominada Fundação do Bem-Estar do Menor - FEBEM/SP, a utilizar a titulo precário, imóvel situado a Rua Ambores nº 145, então Instituto de Menores Dona Paulina de Souza Queiroz.

Em 1975, o Instituto de Botânica sofre uma exclusão de parte de sua área em favor de herdeiros de Salomão Bumaruff - Processo nº 216/56 de 12 de abril de 1976, 1ª Vara da Fazenda Estadual. Ainda em 1975, o Instituto de Botânica transfere parte de sua área para a Fundação Parque Zoológico de São Paulo - Processo 71.555/75, transferência esta assegurada legalmente até a data de 31 de dezembro de 2008.

Neste mesmo ano, foi criado o Instituto Geológico (IG), vinculado à Secretaria da Agricultura, com a finalidade de coordenar todos os trabalhos relacionados às áreas de Geologia e Geodésia.

As origens do instituto remontam à Comissão Geográfica e Geológica (CGG) da Província de São Paulo, criada em 1886, com o objetivo de planejar e executar as pesquisas para subsidiar a ocupação do território paulista. A CGG existiu durante 45 anos, e seus serviços foram gradativamente sendo transferidos para outras instituições antes de sua extinção, particularmente para a Secretaria de Agricultura. Entre as instituições estavam o Instituto de Botânica e o Instituto Geográfico e Geológico (IGG). O IGG foi transferido para a Secretaria de Economia e Planejamento em 1975, e extinto no mesmo ano, originando o Instituto Geográfico e Cartográfico (IGC) e o Instituto Geológico (IG). Em 1976 o IG se instalou no Centro Estadual da Agricultura, no PEFI.

A Secretaria do Meio Ambiente foi criada pelo Decreto nº 24.932 de 24 de março de 1986, que instituiu o Sistema Estadual do Meio Ambiente. Em 1987 os Institutos de Botânica e o Geológico foram transferidos para esta pasta (Decreto nº 26.942), mas continuaram fisicamente instalados no PEFI.

Em 2001, a área pertencente a Febem (Decreto 3.628, de 07/05/1974), é transferida para a Secretaria de Assistência e Desenvolvimento Social (Decreto nº 46.270, de 12/11/2001), onde foi criado o Centro de Esportes, Cultura e Lazer. Este Centro conta com um complexo esportivo e oferece um infocentro com acesso gratuito a Internet, cursos profissionalizantes, atividades culturais, artísiticas e socioeducativas para toda a comunidade.

Em 2001, o antigo Instituto Astronômico e Geofísico passou a se denominar Parque de Ciência e Tecnologia da USP e em 2004, através do Decreto 48.604/04 foi criado o Centro de Logística e Exportação (CELEX) com objetivo de apoiar as empresas com informações e fomento às atividades exportadoras do Estado de São Paulo.

Por fim, o PEFI abriga ainda o 97º Distrito de Polícia Militar e o 2º Batalhão da Polícia Ambiental do Estado de São Paulo, importantes colaboradores na segurança dos usuários do PEFI e vigilância deste Centro de Conservação de Biodiversidade e do patrimônio Histórico destinado à pesquisa, cultura, lazer, saúde, centro de negócios, exportação e desenvolvimento nacional.

A partir de 1996, posteriormente em 2002 e 2004, vários grupos de trabalho foram constituídos com a finalidade de dar maior uso e sustentabilidade ao PEFI. Como resultado destes grupos em 2005, as varias ações concretas passam a ser implementadas por meio do Programa Multisetorial ECOPEFI, coordenado pela Casa Civil do Governo do Estado de São Paulo.

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