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. Назасоленных 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.
На происхождение и становление фауны Казахского мелкосопочника большое влияние оказали климатические пертурбации плиоцена и плейстоцена. Под влиянием климатических инверсий, которые в те эпохи происходили неоднократно, существовавшая ранее древняя третичная фауна претерпела существенные преобразования, в ходе которых одни виды вымерли, другие трансформировались в новые формы, третьи эмигрировали в иные районы, четвертые пришли со стороны. С конца плейстоцена-начала голоцена и по настоящее время изменения в структуре фауны происходили в основном под влиянием антропических и антропогенных факторов; их значение в эволюции видов флор и фаун до сих пор остается неясным. В связи с этим проблема антропогенной эволюции видов и динамики биоты приобретает все большую остроту, а с точки зрения изучения условий сохранения биоразнообразия – теоретическую и практическую значимость.
Для анализа фауны любого региона необходимо знание не только условий ее формирования, но и современных особенностей условий жизни в тех или иных природно-территориальных комплексах. Выяснение характера распространения и дисперсии видов внутри их ареалов требует использования не только количественных методов учета, но и проведения детальных экологических исследований на популяционном уровне.
Фауна рецентных видов млекопитающих изучаемой территории насчитывает 87 видов, относящихся к 6 отрядам: насекомоядных – 9; рукокрылых – 13; хищных – 11; парнокопытных – 6; грызунов – 43 и зайцеобразных – 5 видов.
Отряд Insectivora Bowdich, 1821 – Насекомоядные. Насекомоядные в Казахском мелкосопочнике представлены 9 видами, относящимися к 6 родам, в том числе: 2 видами ежей – обыкновенным и ушастым, 4 видами бурозубок – малой, обыкновенной, тундряной и крошечной, малой белозубкой, пегим путораком и обыкновенной куторой. Все они характеризуются стенотопностью, проявляемой у каждого из них в разной степени. Исключение составляет лишь белозубка, которая широко распространена в регионе с севера на юг – от полосы лесостепей до пустынь. Численность всех этих видов всюду низка. От антропогенных воздействий и резких изменений макроклиматических переменных особенно страдает такая узкоспециализированная форма, как обыкновенная кутора. По большому счету, каждый из этих видов на всем протяжении их ареалов нуждается в особом режиме охраны.