עם הקמת הממשלה ה-31, ב-4 במאי2006, מונה עזרא לשר להגנת הסביבה, תפקיד ששמו שונה בהמשך לשר להגנת הסביבה. בתפקיד זה הקשיח את הפיקוח על מזהמים סביבתיים וכחלק ממגמה זו סגר את תחנת הכוח רדינג, כאשר לא עמדה בתקן הנדרש, ואילץ אותה לעבור לשימוש בגז טבעי[3]. ארגון הגג של הארגונים הירוקים, חיים וסביבה, החליט להעניק לו על כך את פרס הגלובוס הירוק ביום איכות הסביבה הבין-לאומי 2006. כשעלה לבמה לקבל את הפרס, הוא הודיע שהוא מפקיד אותו בידי אנשי "חיים וסביבה" עד שתחנת רדינג תופעל בגז[4], מה שקרה כעבור מספר שבועות[5]. כדי להגביר את נושא המִחזוּר עזרא ניסה להחיל את חוק הפיקדון על מכלי משקה גם לגבי בקבוקים בגודל 1.5 ליטר, אך לא הצליח בכך[6]. על פי ההסכם, העלו יצרני המשקאות קמפיין פרסומי לעידוד נושא המִחזוּר בתחנות הטלוויזיה והרדיו.
בשנת 2010 אובחן עזרא, מעשן כבד, כחולה בסרטן הריאה[7]. מאז גילוי מחלתו פעל להגברת המודעות לסכנות העישון ואף הרצה בפני נוער על הנושא[8]. הוא הגיש הצעת חוק בנושא: הצעת חוק להעלאת המודעות למניעת עישון, התשע"א-2010, והממשלה החליטה שההצעה תעלה לדיון במליאת הכנסת במסגרת הצעה לסדר יום[9].
ב-17 במאי 2012 נפטר, בגיל 74, ונקבר בבית העלמין של מקום מגוריו, כוכב יאיר. היה נשוי ואב לשלושה.
הנצחה
בשנת 2022 הנציחו פקודיו וחבריו לשעבר בשב"כ, את גדעון ברמת הגולן, בסמוך לבית המכס העליון ובקרבת מלון "פרא – ריזורט". במקום הוצבה האנדרטה – "סלע גדעון", שפיסל הפַּסָּל דוד יסעור. הכיתוב על הסלע: "הלכתי בדרך בגאון, ביודעי שאתם רֵעַי, פוסעים לצדי" (מדברי הפרידה של גדעון, עת סיים שירותו בשב"כ).