As megacidades estão enfrentando o desafio de manter importantes serviços ecossistêmicos, incluindo o de regulação da qualidade do ar. Espaços verdes urbanos são potenciais fornecedores deste serviço e aparentam ser uma solução eficaz baseada na natureza. Porém, até o momento, a maior parte dos estudos tem focado principalmente em aspetos da composição das áreas verdes, deixando de lado como a configuração espacial particularmente a fragmentação poderia afetar a regulação da qualidade do ar. Também é escasso o conhecimento sobre como a provisão desse serviço varia com potenciais diminuições nas emissões de poluentes, como a que ocorreu com a quarentena estabelecida pela pandemia do COVID-19. Neste trabalho, tentamos preencher essas lacunas de conhecimento, investigando qual a contribuição das áreas verdes urbanas na redução da poluição do ar, e em qual configuração esse serviço é otimizado, nos períodos antes, durante e após a quarentena estabelecida pela pandemia em uma das maiores cidades do hemisfério Sul (São Paulo, Brasil). Consideramos explicitamente a oferta, demanda e os fluxos relacionados à prestação de serviços ecossistêmicos. Fizemos uma seleção de modelos usando as concentrações horárias de poluentes (CO, NO2, PM2.5 e PM10) como variável resposta, enquanto foram usadas como variáveis preditoras a quantidade, densidade e velocidade de deposição seca de áreas verdes (relacionadas à oferta); a quantidade de emissões de veículos (como indicador de demanda); diferentes escalas espaciais (associadas ao fluxo); configuração de áreas verdes; e variáveis meteorológicas. Nossos resultados mostraram que áreas com maior cobertura arbórea e menos emissões veiculares diminuíram as concentrações de CO, NO2 e PM. O efeito das áreas verdes na redução dos poluentes atmosféricos foi maior nos períodos de menor demanda (início da quarentena), chegando a ser duas vezes maior para NO2 e três vezes maior para PM10, em comparação com períodos de maior demanda (antes e após a quarentena). Além disso, a fragmentação dos espaços arborizados, que proporciona maior proximidade aos locais de emissão de poluentes (porém com manchas menores de áreas verdes), tende a diminuir as concentrações de PM10 e aumentar as concentrações de PM2.5, CO e NO2. Estas relações foram observadas em escalas entre 500 e 1000 m, mas os fluxos de poluentes podem ser ainda mais amplos, indicando que a interação entre as áreas de oferta e demanda em áreas urbanas pode ocorrer em grandes extensões espaciais. Nossos resultados demonstram que para aumentar o serviço de regulação do ar oferecido pela vegetação, seria importante maximizar a quantidade de cobertura arbórea (mesmo longe das áreas poluidoras) e minimizar sua fragmentação, além de reduzir as emissões veiculares.

Megacities are currently facing the challenge of maintaining important ecosystem services, such as air quality regulation. Urban greenspaces are potential suppliers of this ecosystem service, and thus appear to be an effective nature-based solution. However, the knowledge compiled so far has focused mainly on the composition aspects of these areas, while few studies assess how the spatial configuration of green areas, in particular fragmentation, affects air quality regulation. Even less is known about how this service varies with decreasing pollutant emissions resulting from the quarantine of the COVID pandemic. Here we fill these research gaps by testing the contribution and best configuration of green areas in reducing air pollution, before, during, and after a quarantine period, in one of the largest cities of the Global South (São Paulo, Brazil). We explicitly considered the supply, demand and flows related to this ecosystem service provision. We relied on a model selection approach using hourly concentrations of different pollutants (CO, NO2, PM2.5, and PM10,) as the response variable. The amount, density and dry deposition velocity of greenspaces (related to supply), amount of vehicle emissions (proxy of demand), different spatial scales (proxy of flow), greenspaces configuration, and meteorological variables were used as predictors. Our results showed that areas with higher tree cover, and less vehicular emissions decreased concentrations of CO, NO2 and PM. The effect of green areas in the reduction of air pollutants was higher in periods of lower demand (start of quarantine), almost doubling in the case of NO2 and even tripling, in the case of PM10, when compared to periods of higher demand (before and after quarantine). Furthermore, fragmented configuration that provided greater proximity of green areas to pollutant emission sites, but with smaller green areas, tended to decrease PM10 concentrations, while increasing PM2.5, CO and NO2 concentrations. These relationships were observed for scales from 500 to 1000 m, but the pollutant flows could be even wider, indicating that the interaction between supply and demand in urban areas can occur over very large spatial extents. Our results demonstrate that to enhance the air regulation service offered by vegetation, it would be important to maximize the amount of tree cover, even if distant from pollution source areas, and minimize its fragmentation, beyond the reduction of vehicular emissions.