Пластовые воды распространены в палеогеновых, неогеновых и четвертичных отложениях, в пределах мелкосопочника, в частности, в отложениях древних погребенных долин. Питание и режим расхода пластовых вод в общем такие же, как и трещинных, но преобладают воды солоноватые и соленые. Засоленные пластовые подземные воды разнообразны по химическому составу и не всегда пригодны для использования.
Степная зона делится на две подзоны: разнотравно-злаковых черноземных степей и злаковых степей на темно-каштановых почвах.
Подзона разнотравно-злаковых черноземных степей занимает самую северную часть Казахского мелкосопочника и Тургайского плато. Высокие летние температуры вызывают большую потерю влаги на испарение, что обусловливает значительную сухость почв. В Казахском мелкосопочнике сухость почв усугубляется щебнистостью грунтов, легко фильтрующих влагу. Скальный и щебнистый субстрат затрудняет образование западин, препятствуя широкому развитию солонцов, чем объясняется меньшее распространение комплексности почвенного и растительного покрова на территории Казахского мелкосопочника по сравнению с Тургайским плато.
В Казахском мелкосопочнике почвообразующие породы представлены преимущественно элювием и делювием твердых коренных пород. На продуктах выветривания гранитов и песчаников обычно развиваются легкие хрящеватые и незасоленные разновидности почв, на порфиритах - суглинистые щебневатые, на мергелях и известняках - лёссовидные, пылеватые и сильнокарбонатные, на глинистых сланцах - тяжелосуглинистые. Почвы мелкосопочника обычно имеют укороченный и неполный профиль, часто щебнисты и маломощны. Почвенный покров прерывается выходами коренных пород. Лучшие почвы приурочены к пологим шлейфам и межсопочным понижениям. На Тургайском плато почвы развиваются на мелкоземистых грунтах и имеют нормальный профиль.
Только на севере, в Кокчетавской провинции Центрального Казахстана, распространены черноземы обыкновенные, основной же фон почвенного покрова подзоны образуют преимущественно карбонатные южные черноземы, формирующиеся под разнотравно-типчаково-ковыльными сообществами. Они содержат от 4 до 7% гумуса и характеризуются отсутствием засоленности и солонцеватости, что делает их вполне пригодными для земледельческого освоения. На этих почвах развиты типчаково-ковыльные степи с преобладанием ковылка, ковыля Коржинского, тырсы, типчака и ксерофитного разнотравья.
Среди южных карбонатных черноземов пятнами встречаются южные черноземы некарбонатные под разнотравно-ковыльно-типчаковой степью, где доминируют ковыль красный и тырса, богаче разнотравье.
На речных террасах и в межсопочных понижениях на засоленных карбонатных глинах развиты солонцеватые южные черноземы в комплексе с солонцами. В растительном покрове господствуют разреженные и обедненные по видовому составу полынно-типчаково-ковыльные сообщества.
В западинах и блюдцах развиты лугово-черноземные почвы с повышенным содержанием гумуса и глубокой солонцеватостью, со следами осолодения. Обычно здесь распространены луговые или остепненно-луговые сообщества с господством вейника наземного, пырея ползучего и др. На щебнистых и супесчаных почвах встречаются участки кустарниковой степи со спиреей и чилигой.
В горных массивах Казахского мелкосопочника проявляется высотная зональность. Много скал и осыпей. Почвенный покров хорошо развивается только на выположенных участках и представлен маломощными горными черноземами с большим содержанием гумуса. Такие участки заняты степной растительностью с преобладанием ковыля красного, тырсы, типчака и полыни холодной. На каменистых участках растет листовой суккулент - горноколосник. По скалам, на выходах кристаллических пород, встречаются сосновые леса со стланиковой арчой, такие леса широко распространены в горах Кокчетау, причем сосна обычно имеет искривленный ствол и флаговую форму кроны. По понижениям к сосне примешиваются осина, береза, черемуха, калина, боярышник, малина.
В связи с нарастанием испарения и уменьшением количества осадков к югу подзона разнотравно-злаковых черноземных степей переходит в подзону злаковых степей на темно-каштановых почвах, которую называют также подзоной сухих степей.
По сравнению с подзоной разнотравно-злаковых степей гидротермический режим сухих степей менее благоприятен. Максимум осадков приходится на май. Затем происходит быстрое нарастание температур, сопровождающееся интенсивным испарением. Поэтому уже в середине лета растительность начинает выгорать.
Основной фон почвенного покрова этой подзоны образуют темно-каштановые почвы. Содержание гумуса в них около 4%. Почвы не засолены и пригодны для земледелия. В западной части подзоны, где почвообразующими породами служат карбонатные глины, распространены темно-каштановые карбонатные почвы. Карбонатные разновидности имеют менее благоприятный водно-воздушный режим, хотя и они пригодны для земледелия. Освоение темно-каштановых почв затрудняется тем, что они обычно встречаются в комплексе с темно-каштановыми солонцеватыми почвами и солонцами.
В типчаково-ковыльных степях на темно-каштановых почвах преобладают ковылок, тырса и типчак. На востоке появляется горный киргизский ковыль. Местами значительную роль играет более ксерофитный ковыль тырсик. Довольно обильны тонконог и овсец. Обедненное разнотравье представлено ксерофитами. Весной развиваются эфемеры и эфемероиды, главным образом мятлик луковичный и тюльпаны. По западинам и балкам встречаются заросли степных кустарников - чилиги и спиреи. По склонам сопок распространены темно-каштановые маломощны почвы, на которых растут типчак, полыни, тырса. Участки с такими почвами малопригодны для земледелия и используются в качестве пастбищ и сенокосов.
Для подзоны характерна комплексность почвенно-растительного покрова, связанная с распространением в пониженных элементах рельефа засоленных почвообразующих пород, на которых развиваются темно-каштановые солонцеватые почвы, степные, корковые и солончаковатые солонцы. Изредка встречаются пятна солончаков. На темно-каштановых солонцеватых почвах развиваются своеобразные полынно-типчаковые сообщества с белой полынью. На степных солонцах обычно растут типчак, прутняк, белая полынь, ромашник, на корковых и солончаковатых солонцах - черная полынь.
По западинам, где отсутствует засоление, формируются лугово-каштановые почвы с лугами из вейника наземного, костра, пырея ползучего. Эти луга используются в качестве сенокосов.
В пределах подзоны сухих степей в Казахском мелкосопочнике также наблюдается явление высотной зональности. По скалистым вершинам низкогорий растут сосняки с травяным покровом из степных видов. Близ выходов грунтовых вод встречаются осиново-березовые рощи. Пологие склоны заняты разнотравно-злаковыми степями на горных черноземах, с преобладанием ковыля красного.
В составе фауны степной зоны много грызунов: большой суслик, большой тушканчик, земляной зайчик, емуранчик, слепушонка, различные полевки и др. Из хищников встречаются волк, лисица, барсук, ласка, горностай и такие типично степные виды, как степной хорек и корсак. Из птиц особенно характерна дрофа. На территории Казахского мелкосопочника благодаря наличию низкогорных массивов с сосновыми лесами, по которым лесная фауна проникает на юг, происходит смешение степных и лесных форм. Из лесных видов характерны заяц-беляк, красная полевка. Встречаются таежные птицы - снегирь, чиж, желна, гаичка черноголовая. Прежде здесь был глухарь, а из зверей - бурый медведь.
В пределах степной зоны Центрального Казахстана громадные пространства заняты почвами, которые пахотнопригодны без предварительной мелиорации. Это южные черноземы карбонатные и некарбонатные, а также темно-каштановые почвы. Долгое время крупные массивы пахотнопригодных земель Казахстана в земледелии не использовались. В 1954 г. в связи с постановлением партии и правительства об освоении целинных и залежных земель здесь были распаханы большие площади, которые теперь заняты посевами зерновых культур, прежде всего яровой пшеницей.
Вследствие общей сухости климата ведение зернового хозяйства в пределах степной зоны Центрального Казахстана требует применения агротехнических мероприятий, направленных на накопление и сохранение влаги в почве. Одно из них - снегозадержание на полях зимой. Почвы, легкие по механическому составу, в особенности темно-каштановые супесчаные, подвержены дефляции, для борьбы с которой должны применяться специальные меры.
Трудности освоения степной зоны связаны также с комплексностью и пестротой почвенного покрова, которые обусловлены распространением солонцеватых почв, солонцов и отчасти солончаков, а в Казахском мелкосопочнике также и наличием щебнистых почв и многочисленных выходов на поверхность коренных пород. Солонцеватые почвы и солонцы могут быть использованы в земледелии только после проведения коренных дорогостоящих мелиорации. Поэтому территории с преобладанием солонцов выгоднее использовать в качестве пастбищ.
Полупустынная зона занимает южную, более расчлененную часть Тургайского плато и широкую полосу Казахского мелкосопочника в ее южной части, за исключением самых южных окраин. На севере по Тургайской ложбине полупустынная зона вклинивается в степную вследствие распространения здесь засоленных палеогеновых отложений.
По сравнению со степной полупустынная зона получает большее количество солнечной радиации и значительно меньше осадков. Повышаются температуры, в особенности летние, увеличивается испаряемость, резко возрастает недостаток влаги. Еще более усиливается континентальность климата. Зима здесь суровая, лето жаркое. Годовое количество осадков составляет всего 200-225 мм, лишь в отдельных районах достигая 250-275 мм. Максимум осадков приходится на май. Лето жаркое и сухое. Это усиливает процессы физического выветривания и оказывает решающее влияние на развитие почвенного покрова и растительности.
Из-за малого количества зимних осадков толщина снежного покрова здесь еще меньше, чем в степной зоне; почва зимой промерзает.
Полупустынная зона располагается в основном к югу от оси отрога зимнего азиатского антициклона, поэтому зимой в ней господствуют не юго-западные ветры, как в степной зоне, а северо-восточные. Они достигают большой силы, вызывая перераспределение снежного покрова. Снег сдувается в понижения рельефа, в лощины, долины, откуда весной влага выносится в реки. Таким образом, накопившиеся за зиму осадки теряются для почвы и растений, что усиливает общий недостаток влаги. Сильные ветры дуют и в теплое время года.
Полупустынная зона в основном относится к среднеазиатской области внутреннего стока. Наиболее значительные реки - Тургай, Сарысу, Баканас, Аягуз. Режим рек в общем такой же, как в степной зоне, но они маловоднее, у них в еще большей степени выражены неравномерность стока и процессы летнего пересыхания и засолонения. Озера в зоне полупустынь имеют обычно сильно минерализованную воду. Особенно много озер на Тургайском плато.
В гидрогеологических условиях полупустыни наблюдается сходство со степной зоной, но пластовые воды, как правило, здесь более засолены. На Тургайском плато они особенно засолены за счет гипсоносных и соленосных палеогеновых глин. Растительный покров полупустыни в сравнении с растительностью степной зоны отличается обедненным видовым составом, разреженностью и меньшей высотой травостоя. Преобладают засухоустойчивые многолетники. На засоленных почвах распространены солянки. Встречаются эфемеры и эфемероиды.
Резко выражена сезонность развития растительности. Весной и в начале лета, когда в почве достаточно влаги, растения быстро развиваются, однако во второй половине лета большинство из них высыхает и выгорает.
Самой характерной чертой полупустынной зоны является комплексность почвенного и растительного покрова: на небольших по протяженности участках сочетаются фрагменты степных и пустынных сообществ с соответствующим чередованием типов почв.
Основной фон почвенного покрова образуют светло-каштановые почвы. Они содержат от 2 до 3% гумуса, отличаются несколько повышенной щелочностью, которая указывает на слабую солонцеватость. Большей частью почвы карбонатны с поверхности; легкорастворимые соли до глубины 1 м отсутствуют. При орошении светло-каштановые почвы достаточно плодородны и могут быть использованы под сельскохозяйственные культуры без предварительной мелиорации. На светло-каштановых почвах развиты типчаково-полынные сообщества с белой и сублессинговой полынью. Встречаются и ковыли. Значительную роль в растительном покрове, особенно в южной части зоны, играют ромашник, прутняк.
В Казахском мелкосопочнике по склонам сопок распространены щебнистые, хрящеватые и маломощные разновидности светло-каштановых почв с разреженным растительным покровом из тырсы и сублессинговой полыни. На наиболее каменистых участках преобладает полынь холодная, встречается ковыль восточный.
Светло-каштановые почвы развиты в комплексе со светло-каштановыми солонцеватыми почвами и солонцами. Комплексность связана с наличием засоленных почвообразующих пород, которые широко распространены в долинах рек, озерных впадинах и межсопочных понижениях.
Светло-каштановые солонцеватые почвы имеют на небольшой глубине плотный солонцовый горизонт, с 60-80 см появляются легкорастворимые соли. Эти почвы могли бы быть использованы для земледелия при искусственном орошении, но в некоторых случаях требуют особой мелиорации.
Широко распространены солонцы, в том числе корковые и солончаковатые. Солончаковатые солонцы на небольшой глубине содержат водорастворимые соли. На корковых солонцах растут черная полынь, биюргун, кокпек. Для полукустарничков, растущих на солонцах, характерны длинные корни, проникающие сквозь солонцовый горизонт. На засоленных щебнистых почвах местами встречается тасбиюргун. Развиты также солончаки, на которых растут сочностебельные солянки. В долинах рек и приозерных котловинах распространены луговые, большей частью засоленные почвы под луговой растительностью с преобладанием чия, ажрека, бескильницы.
Даже на небольших возвышенностях полупустынной зоны в связи с увеличением количества осадков прослеживается высотная зональность. Светло-каштановые почвы здесь сменяются темно-каштановыми, на которых появляются полынно-ковыльные сообщества с преобладанием тырсы и сублессинговой полыни и заросли кустарников - спиреи, чилиги, шиповника.
По южной окраине полупустынной зоны светло-каштановые почвы сменяются бурыми пустынно-степными, составляющими переход к серо-бурым малокарбонатным почвам глинистых полынных пустынь северной пустынной зоны.
В составе фауны полупустынной зоны наряду со степными видами много типичных представителей пустынной фауны.
По низкогорным массивам Казахского мелкосопочника, покрытым сосновыми лесами, в пределы полупустынной зоны проникают представители лесной фауны, например красная полевка. В низкогорных массивах встречаются представители высокогорной фауны - полевка Стрельцова, горный баран - архар, пустынная, или монгольская пищуха, из птиц - обитатели горных склонов и скал юга - среднеазиатская овсянка Бьюкенена, пестрый каменный дрозд, монгольский вьюрок, горная чечетка.
В полупустынной зоне земледелие целесообразно в основном лишь при искусственном орошении. Поскольку здесь нет крупных водных артерий, могущих служить источниками орошения, отдельные орошаемые участки имеются главным образом вокруг наиболее водообильных источников. Наличие засоленных и солонцеватых почв еще больше затрудняет земледельческое освоение территорий. Поэтому земледелие носит очаговый характер, а большая часть территории используется в качестве пастбищ. Малая мощность снежного покрова делает возможным зимний выпас. Зимой овцы поедают даже солянки, несъедобные летом из-за высокого содержания солей. Летом выпас затруднен вследствие слабой водообеспеченности территории. Однако некоторые районы, например «степи» Сары-Арка на юге и в центре Казахского мелкосопочника, используются в качестве летних пастбищ; на зиму скот перегоняется из них через пустыню Бетпак-Дала в пески Мойынкум и Чуйскую долину.
Как видим, полупустынная зона в основном пастбищная. Поэтому северная граница полупустыни, служащая южным пределом неполивного земледелия, должна быть выделена в качестве важнейшего природно-экономического рубежа.
Климатические особенности территории Центрального Казахстана и Северо-Восточного Казахстана определяются: 1) их внутриматериковым положением и удаленностью от океанов - основных источников приносимой сюда атмосферной влаги; 2) расположением в сравнительно низких широтах, чем вызвана относительно большая величина радиационного баланса; 3) устройством поверхности, от которого во многом зависят особенности циркуляционных процессов.
Положение территории во внутренней части Евразии, на большом расстоянии от океанов обусловливает резко выраженную континентальность, а связанная с южным положением интенсивная радиация придает резко континентальному климату низких равнин основной части территории аридный характер; в этих условиях развиваются пустынные ландшафты.
Величина суммарной радиации на севере территории составляет около 100, на юге более 160 ккал см2 в год.
На рассматриваемой территории преобладает воздух умеренных широт, который летом на ее большей части энергично трансформируется в тропический. На юге сезонная смена преобладающего зимой воздуха умеренных широт тропическим, который господствует летом, происходит вследствие характерного для субтропического пояса сезонного перемещения фронта умеренных широт. Циклоническая деятельность летом проявляется на севере Центрального Казахстана, подверженном действию западных циклонов и в летнее время года.
Воздух умеренных широт на севере граничит с арктическим воздухом. Арктический фронт, располагающийся зимой в среднем на широте 65-70. Через Центральный Казахстан и север Средней Азии проходит западный отрог азиатского антициклона. Из его области зимой в Среднюю Азию вторгается севера и северо-востока холодный и сухой континентальный воздух.
Холодные воздушные массы имеют обычно небольшую мощность, поэтому даже сравнительно невысокие хребты, например хребет Каратау, служат важными климаторазделами.
Фауна млекопитающих Казахского мелкосопочника богата и весьма своеобразна. В сложении ее состава, помимо аборигенных форм, немалую роль сыграли пришельцы - выходцы из неморальных лесов Европы, бореальных лесов гор Южного Урала и Алтая, забайкальских степей, пустынь Монголии и Средней Азии, нагорных частей Центральной Азии и т.п.
