Прежде мелкосопочник принимали за почти типичный пенеплен. Теперь же его рассматривают не как конечную стадию выравнивания рельефа, а как результат недавних тектонических поднятий, деформаций и расчленения древнего пенеплена. Как приречный, так и водораздельный мелкосопочник сформировался за счет расчленения и размыва цокольных равнин с древней корой выветривания. Эти цокольные равнины являются свидетелями раннего этапа рельефообразования — этапа пенепленизации. Мелкосопочник же — продукт последующего этапа развития рельефа — этапа разрушения пенеплена.
Вершины сопок соответствуют гипсометрическим уровням древних поверхностей выравнивания. Кроме поверхности, фиксированной древней корой выветривания, насчитывают еще несколько таких уровней. Их образование связано с тектоническими колебаниями.
Характерны широкие (от 3 до 20 км) древние долины, имеющие сейчас сухие русла. Их ширина свидетельствует о том, что в неогене, в условиях более влажного климата, эрозионная деятельность проявлялась гораздо интенсивнее, чем теперь. Однако большинство древних долин погребено сейчас под наносами. Современные речные долины во многих случаях унаследовали древние долины и также характеризуются значительной шириной. Развитию широких долин способствует и крайняя неравномерность стока с резко выраженным весенним максимумом, вызванным таянием снега.
Восточная часть Казахского мелкосопочника представляет собой классическую область развития мелкосопочного рельефа. К северу же и к западу типичный мелкосопочник переходит в слабоволнистые равнины с разбросанными кое-где горно-островными возвышенностями. Образование этих равнин связано с опусканием отдельных частей территории и затоплением их водами палеогенового моря, абразия которого и накопление морских осадков сгладили неровности мезозойского рельефа, образовав выровненные пространства. На западе Казахского мелкосопочника эрозионный размыв в условиях тектонических поднятий начала четвертичного периода привел к образованию приречного мелкосопочника — полос расчлененного рельефа, приуроченных к коренным берегам речных долин.
На севере Тургайского плато и Казахского мелкосопочника распространены преимущественно степные ландшафты, образующие вместе со сходными ландшафтами юга Западно-Сибирской равнины степную зону. Южнее пространство Тургайского плато и Казахского мелкосопочника занято полупустынной зоной. Самая южная часть Казахского мелкосопочника относится к северной зоне пустынь.
Степная зона в пределах Центрального Казахстана
К степной зоне относится северная, слаборасчлененная часть Тургайского плато, а также северная и средняя части Казахского мелкосопочника.
Удаленность степей Центрального Казахстана от океанов, особенно от Атлантического — основного поставщика влаги в этих широтах, обусловливает резкую континентальность климата, которая выражается в суровости зимы, высоких летних температурах, малой продолжительности весны и осени, больших годовых и суточных амплитудах температуры воздуха, сухости воздуха, малом количестве осадков.
Количество осадков сильно колеблется по годам, составляя в среднем около 300 мм в год. На севере оно несколько больше (до 350 мм), к югу постепенно уменьшается (до 200 мм). Лучшим увлажнением выделяются горные кряжи, на которых выпадает за год около 400 мм осадков. Наряду с уменьшением количества осадков в южном направлении возрастает температура воздуха, увеличивается испаряемость, нарастает летний недостаток влаги.
Особенности холодного периода года обусловлены существованием отрога высокого давления (отходящего от азиатского антициклона), ось которого протягивается приблизительно по 50° с. ш., т. е. делит почти пополам территорию Тургайского плато и Казахского мелкосопочника. Антициклональные условия способствуют выхолаживанию территории. Средние температуры января довольно низкие (-17 — 18°). К центру антициклона температуры понижаются, поэтому восточные районы зимой наиболее холодные. С антициклональной погодой связано сильное выхолаживание, температура часто понижается до -30 -40°.
Зимой преобладают холодные массы арктического воздуха и воздуха умеренных широт с малым запасом влаги. Фронтальная деятельность проявляется слабо. Осадков выпадает мало (с ноября по март всего 50-75 мм). Снежный покров имеет небольшую мощность (средняя — до 40 см), что приводит к промерзанию почвы; и все же снег служит основным источником запаса влаги в почве, а также питания рек, озер и грунтовых вод, поскольку летние осадки почти целиком расходуются на испарение.
К северу от оси отрога антициклона давление падает. Поэтому зимой в степной зоне господствуют юго-западные ветры, достигающие большой силы, чему способствует обширность равнинных пространств. Характерны зимние бураны и снежные заносы.
Переход от зимы к лету резкий. Температура воздуха быстро нарастает вследствие прогревания земной поверхности и проникновения с юга теплого туранского воздуха. Происходит разрушение зимнего антициклона, и устанавливаются высокие летние температуры (средняя температура июля 20-24°). Дневные температуры летом иногда поднимаются до 35°.
Летом как в полупустынную, так и в степную зону проникает континентальный воздух умеренных широт и среднеазиатский тропический воздух. Летние осадки в основном связаны с положением фронта (умеренных широт), возникающего на границе этих воздушных масс. В теплое время года, с апреля по октябрь, выпадает до 250 мм осадков, причем максимум приходится на июнь. К середине лета воздушные массы сильно прогреваются и температурные различия между ними сглаживаются, фронтальная деятельность ослабевает, осадков выпадает мало; в течение почти всей второй половины лета сохраняется ясная, солнечная погода антициклонального типа.
Сильные ветры теплой половины года вызывают развевание почвы, пыльные бури и способствуют общему иссушению территории. Часто бывают засухи.
Вторжения холодных масс воздуха с Западно-Сибирской равнины вызывают весенние и осенние заморозки. Безморозный период — около 110 дней.
По сравнению с окружающими равнинами массивы низкогорий обладают более умеренным и влажным климатом, что и при малом размахе высот обусловливает высотную зональность ландшафтов, формирование лесостепной высотной зоны.
Как для низкогорий, так и для мелкосопочных равнин в связи с расчленением рельефа характерны микроклиматические различия. В летние дни самая низкая температура наблюдается обычно на вершинах сопок, в низинах же бывает наиболее тепло. Правда, разница в температурах в это время невелика. В периоды же весенних и осенних заморозков в межсопочных котловинах вследствие радиационного выхолаживания, стекания и застаивания холодного воздуха бывает на 8-9° холоднее, чем на вершинах сопок с высотами до 80-100 м.
В степной зоне Центрального Казахстана возможно неполивное земледелие. Температурные условия здесь в основном благоприятны для развития сельскохозяйственных растений. Гораздо менее благоприятны условия увлажнения — как по количеству осадков, так и по их распределению по сезонам. Поэтому основной сельскохозяйственной культурой здесь является пшеница, которая достаточно засухоустойчива (в связи с зимним промерзанием почвы возделывается яровая пшеница). Хорошо произрастают также просо, кукуруза, ячмень, лен масличный, подсолнечник.
Степная зона Центрального Казахстана в основном относится к бассейну Иртыша, и только река Нура на самом юге зоны, несущая свои воды в Тенгизкургальджинскую впадину, относится уже к среднеазиатской области внутреннего стока. Правда, многие реки, устремляющиеся к Иртышу, не доносят до него свои воды и заканчиваются в небольших бессточных озерах на юге Западно-Сибирской равнины.
Вследствие континентальности и сухости климата реки маловодны. Большинство из них летом пересыхает или распадается на плёсы, соединенные подземным потоком в речном аллювии, и только наиболее крупные (Тобол на крайнем северо-западе, Ишим, Нура, Шидерты, Селеты) сохраняют воду в течение всего года.
Режим стока исключительно неравномерен. Питание рек в основном весеннее, снеговое, частично грунтовое. Весной во время таяния сезонного снега реки получают большое количество воды. Например, река Нура в весенний период имеет 88% годового стока. Половодье наступает в конце марта — начале апреля и длится от двух-трех недель до одного-двух месяцев, причем уровень воды в реке может подниматься на 2-3 м. В остальное время года питание рек резко уменьшается (сток реки Нуры летом составляет всего 3% годового, осенью — 2%, зимой — 7%) и осуществляется в основном за счет грунтовых вод. Очень изменчив сток и по годам, что связано с колебанием количества выпадающих осадков.
С неравномерностью стока связаны сезонные изменения химического состава речных вод. В период половодья воды рек относятся к гидрокарбонатно-кальциевому классу. С уменьшением стока минерализация возрастает, воды становятся хлоридно-натриевыми, солоноватыми, а в некоторых речках — солеными и горько-солеными. Минерализация речных вод возрастает от истоков к устью.
Реки Центрального Казахстана несудоходны, но имеют большое значение как источник водоснабжения.
На территории Казахского мелкосопочника и Тургайского плато в пределах степной зоны много озер (Кушмурун, Койбагар, Карасор, группа Кокчетавских и Боровских озер).
Происхождение озерных котловин разнообразное. Есть котловины тектонического происхождения. Встречаются небольшие просадочные котловины. Широко распространены небольшие озера, образовавшиеся при подпруживании водотоков обломочным материалом, сносимым со склонов сопок. Много озер в речных долинах. По А. Е. Михайлову, часть их возникла в долинах рек, пересеченных поперек испытавшими тектонические поднятия антиклинальными складками, которые подпрудили реки. Ослабленная в условиях засушливого климата речная эрозия не смогла перепилить возникшие преграды.