На севере Тургайского плато и Казахского мелкосопочника распространены преимущественно степные ландшафты, образующие вместе со сходными ландшафтами юга Западносибирской равнины степную зону. Южнее пространство Тургайского плато и Казахского мелкосопочника занято полупустынной зоной. Самая южная часть Казахского мелкосопочника относится к северной зоне пустынь.
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, к югу постепенно уменьшается. 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, 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. 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. Снежный покров имеет небольшую мощность, 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. Дневные температуры летом иногда поднимаются до 35°.
Сильные ветры теплой половины года вызывают развевание почвы, пыльные бури и способствуют общему иссушению территории. Часто бывают засухи.
Вторжения холодных масс воздуха с Западносибирской 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. 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 Западносибирской 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 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 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.
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.
Озера, как и реки, основное питание получают весной за счет таяния снегов. Летом они мелеют. Колебания уровня озер связаны с колебанием количества осадков. Степень минерализации озерных вод меняется по сезонам, достигая максимума летом. Многие озера постепенно мелеют и зарастают. Встречаются так называемые травяные озера, только весной наполняющиеся водой, а летом используемые как сенокосы.
В озерах добываются различные соли, местами – целебные грязи. Реки и озера из-за исключительной неравномерности режима не могут служить надежным источником водоснабжения. Однако на реках возможно устройство искусственных водохранилищ, питаемых счет стока талых снеговых вод.
В Казахском мелкосопочнике распространены подземные воды двух типов: трещинные и пластовые, на Тургайском плато – пластовые. Трещинные воды приурочены к палеозойским породам. Их обилие связано с наличием тектонических разломов. Наиболее водообильны гранитоиды и известняки. Известняковые толщи содержат трещинно-карстовые и порово-карстовые воды, особенно характерные для окремнелых известняков верхнего девона и нижнего карбона. Питание трещинных вод осуществляется в основном за счет просачивания талых снеговых вод, поэтому максимальные расходы наблюдаются весной, а в остальную часть года расходы источников падают. Преобладают пресные воды, вполне пригодные для использования. Фильтруясь через щебнистые отложения, воды могут осолоняться.
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.