Гранитные гряды низкогорного массива Кайнар. Фото И. Мамай
Скалистый мелкосопочник у подножия гор Улутау. Фото В. Николаева
Центральный Казахстан занимает пространство степной и полупустынной зон в пределах двух крупных орографических и геоморфологических единиц: Тургайского плато на западе и Казахского мелкосопочника в центре и на востоке. Физико-географическая дифференциация территории Центрального Казахстана определяется пересечением широтных зональных границ с меридиональным геолого-геоморфологическим рубежом, разделяющим Тургайское плато и Казахский мелкосопочник.
Тургайское плато располагается между Южным Уралом и Мугоджарами на западе и Казахским мелкосопочником с поднятиями Кокчетавских гор и гор Улутау на востоке. В отличие от названных соседних территорий, где складчатые палеозойские структуры в основном выходят на поверхность, Тургайское плато представляет собой эпигерцинское платформенное образование с относительно глубоким залеганием палеозойского фундамента. Тектонически оно соответствует осложненной разломами Тургайской синеклизе, соединяющей Западно-Сибирскую плиту с Туранской плитой, и северному выступу Туранской плиты.
Посредине описываемой территории почти в меридиональном направлении идет пониженная узкая полоса, расширяющаяся к югу. Это Тургайская ложбина. Абсолютные высоты здесь 100—125 м. По ложбине вытянулась цепь многочисленных озер с большим озером Кушмурун на севере, в которое впадает река Убаган, на юге по ложбине протекает река Тургай. На дне ложбины имеется покров из древнеаллювиальных и озерно-аллювиальных отложений.
К западу и востоку от Тургайской ложбины высоты возрастают до 200, иногда до 300 м. Поверхность сложена горизонтально залегающими слоями палеогеновых и неогеновых отложений. Палеоген (олигоцен) представлен морскими осадками, преимущественно соленосными глинами, и озерно-аллювиальными осадками, неоген (миоцен) — главным образом континентальными песками.
Северная часть Тургайского плато расчленена слабо. Для нее характерны низкие холмы и увалы, неглубокие озерные впадины. Южнее плато расчленено системой ложбин на изолированные столовые возвышенности. Некоторые из них снижены и превращены в плосковерхие останцы, которые всего лишь на несколько десятков метров возвышаются над плоскодонными лощинами. Столово-останцовая равнина имеет сеть балок и широких долин пересыхающих речек, пологие западины, в которых лежат соленые озера. Полагают, что расчленение платообразной поверхности на столовые возвышенности произошло в результате усиленной эрозии в период с более влажным, чем теперь, климатом, соответствовавшим эпохе максимального оледенения на севере Евразии. Позднее в условиях резко континентального сухого климата развивались процессы дефляции и овражистого расчленения краев столовых возвышенностей.
Казахский мелкосопочник, занимающий обширнейшее пространство к востоку от Тургайского плато, представляет собой возвышенную волнистую равнину с отдельными низкогорными массивами. Это территория с поверхностным залеганием каледонского складчатого комплекса на западе и герцинского на востоке.
В гипсометрическом отношении Казахский мелкосопочник отчетливо делится на две части — западную и восточную (граница между ними идет примерно по 72° в. д.).
Западная часть, вытянутая в меридиональном направлении на расстояние до 950 км, имеет средние абсолютные высоты от 300 до 500 м и характеризуется большей выровненностью рельефа. Здесь только два низкогорных массива: Улутау на западе и Кокчетау (Кокчетавские горы) на севере. Высшая точка массива Улутау поднимается до 1133 м, горы Кокчетау достигают 947 м.
Восточная часть, простирающаяся с севера на юг на 350—400 км, отличается большими абсолютными высотами (в среднем от 500 до 1000 м) и более расчлененным рельефом. В центре ее поднимаются Каркаралинские горы (до 1403 м), низкогорья Кызылтас с массивом Аксоран (1565 м) — высшей точкой Центрального Казахстана и др. На востоке расположен хребет Чингизтау (1305 м). Низкогорные массивы опоясаны мелкосопочником.
В протерозое и начале палеозоя на территории Казахского мелкосопочника располагалась часть обширной Урало-Тянь-Шаньской геосинклинальной области. В конце нижнего палеозоя в результате проявления каледонской складчатости на западе территории произошло образование жесткой складчатой глыбы, тогда как в ее восточной части сохранялся геосинклинальный режим. Лишь к концу палеозоя в результате герцинского орогенеза восточная часть также превратилась в складчатый горный массив. С этого времени весь Казахский мелкосопочник приобрел платформенный режим и вступил в континентальный период развития.
Как каледонская, так и герцинская складчатости сопровождались образованием поднятий, впадин, изгибов, разломов, вдоль которых происходили надвиги, взбросы. Одновременно развивалась вулканическая деятельность, вызывавшая сильную метаморфизацию палеозойских отложений.
Герцинская горная страна уже к мезозою была сильно денудирована, а позднее превратилась в пенеплен с остаточными низкогорьями. Процессы эрозии и денудации развивались в условиях теплого и влажного климата мелового и палеогенового периодов. По прогибавшимся участкам на окраины страны в палеогене проникло море, выработавшее абразионные равнины и оставившее морские отложения. Во время альпийского орогенеза произошли поднятия и опускания отдельных частей территории, что усложнило рельеф и на участках новейших тектонических поднятий привело к его омоложению.
Территория Казахского мелкосопочника сложена в основном сильно дислоцированными метаморфическими сланцами, кварцитами, песчаниками и известняками докембрия и палеозоя, местами, в особенности на западе, перекрытыми тонким чехлом мезокайнозойских отложений. Осадочные породы палеозоя прорваны разновозрастными, преимущественно гранитными интрузиями, а также диоритовыми, габбро и др.
Каледонская складчатая зона западной части мелкосопочника в структурно-тектоническом отношении представляет собой чередование массивов, антиклинориев, синклинориев и внутренних впадин. Ядра крупных массивов (Кокчетауского и Улутауского) состоят из метаморфических пород архея и протерозоя, крылья — из отложений нижнего палеозоя. К массивам и антиклинориям приурочены повышенные участки территории. Впадины (Тенизская, Джезказганская и др.) выполнены более молодыми отложениями палеозоя (девон, карбон и пермь) и соответствуют относительно выровненным и пониженным участкам.
Крупнейшие антиклинории герцинской складчатой зоны (Чингизский и др.) имеют в ядре породы нижнего палеозоя, а крылья их сложены силуром и девоном. Здесь же расположены крупные синклинории (Карагандинский, Северо-Балхашский), выполненные мощными вулканогенными и осадочными толщами девона, карбона и перми. Широко развиты интрузии и эффузии.
Обилие интрузий и эффузий определяет богатство Казахского мелкосопочника полезными ископаемыми, особенно рудными. С каледонскими интрузиями связаны месторождения золота, хромитов, никелевых, титано-магнетитовых и других руд. Особой мощностью отличались герцинские интрузии различного химического состава — от ультраосновных до наиболее кислых, что способствовало образованию разнообразнейших полезных ископаемых, особенно меди, свинца, молибдена, железа, золота, вольфрама и др. С палеозойским же этапом развития связано формирование крупнейших угольных месторождений (Караганда, Экибастуз).
На территории Казахского мелкосопочника можно выделить три основных типа рельефа: низкогорья, мелкосопочник и равнины.
Низкогорья нельзя рассматривать просто в качестве останцов денудированной горной страны. Они соответствуют участкам обширных новейших поднятий — сформированным неотектоникой антиклинориям. Оси этих антиклинориев имеют волнистый профиль, что делает возвышенности прерывистыми.
|
Гранитные гряды низкогорного массива Кайнар. Фото И. Мамай |
Скалистый мелкосопочник у подножия гор Улутау. Фото В. Николаева |
Абсолютные высоты низкогорий — 1000—1500 м, относительные же высоты обычно не превышают 500—600 м. Тем не менее возвышенные массивы имеют типично горный рельеф с сильным расчленением. Характерны крутые скалистые склоны, каменистые осыпи, разнообразные формы выветривания. Ориентировка хребтов обычно связана с простиранием горных пород. Примером этому могут служить Каркаралинские горы; это обширное нагорье, состоящее из многочисленных обособленных массивов, сложенных гранитами, порфиритами и кварцитами. Северные склоны гор круче южных, богаче родниками и растительностью.
Хребет Чингизтау также представляет собой антиклинорий, круто обрывающийся к северо-востоку и ступенями спускающийся на юго-запад. Подобный же характер имеют отдельные участки горного массива Улутау и горы Кокчетау.
Бо́льшая часть территории Казахского мелкосопочника занята собственно мелкосопочником, со всех сторон окружающим массивы низкогорий (мелкосопочником называют возвышенную волнистую равнину, на которой рядами или беспорядочно расположены многочисленные холмы и увалы из коренных отложений с относительной высотой 15—60 м). Мелкие сопки, гряды и увалы изборождены густой ложковой сетью. Их сглаженные вершины осложнены скалистыми выступами. Мелкосопочные массивы разобщены древними и современными межсопочными долинами на отдельные участки. Местами встречаются замкнутые котловины с озерами и солончаками. Морфологические особенности мелкосопочника связаны со структурными и литологическими условиями. Кварциты дают резкие скалистые выступы, в гранитах наблюдаются своеобразные матрацевидные отдельности и т. д. Склоны сопок большей частью пологи благодаря обильному накоплению у их подножий щебнистых продуктов разрушения, в которых сопки как бы утопают. Это следствие влияния современного сухого континентального климата, способствующего интенсивному физическому выветриванию. Вынос продуктов выветривания за пределы Казахского мелкосопочника затруднен из-за малого количества осадков.
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.
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.
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.
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 (Stipa lessingiana), ковыля Коржинского (S. korshinskyi), тырсы (S. capillata), типчака (Festuca sulcata) и ксерофитного разнотравья (полынок — Artemisia austriaca, эстрагон — A. dracunculus, зопник — Phlomis tuberosa, шалфей степной — Salvia stepposa).
Среди южных карбонатных черноземов пятнами встречаются южные черноземы некарбонатные под разнотравно-ковыльно-типчаковой степью, где доминируют ковыль красный (Stipa rubens) 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 (8—10%) и глубокой солонцеватостью, со следами осолодения. Обычно здесь распространены луговые или остепненно-луговые сообщества с господством вейника наземного (Calamagrostis epigeios), пырея ползучего (Agropyron repens) и др. На щебнистых и супесчаных почвах встречаются участки кустарниковой степи со спиреей (Spiraea hypericifolia) и чилигой (Caragana frutex).
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 (до 12%). Такие участки заняты степной растительностью с преобладанием ковыля красного, тырсы, типчака и полыни холодной (Artemisia frigida). На каменистых участках растет листовой суккулент — горноколосник (Orostachys spinosa). По скалам, на выходах кристаллических пород, встречаются сосновые леса со стланиковой арчой (Juniperus sabina), 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 (средняя температура июля в пределах подзоны 20—24°), 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 понижениях рельефа).
В типчаково-ковыльных степях на темно-каштановых почвах преобладают ковылок, тырса и типчак. На востоке появляется горный киргизский ковыль (Stipa kirghisorum). Местами значительную роль играет более ксерофитный ковыль тырсик (S. sareptana). Довольно обильны тонконог (Koeleria gracilis) и овсец (Helictotrichon desertorum). Обедненное разнотравье представлено ксерофитами (грудница мохнатая — Linosyris villosa, ромашник — Pyrethrum achilleifolium, полынок). Весной развиваются эфемеры и эфемероиды, главным образом мятлик луковичный (Poa bulbosa) 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 (Artemisia frigida и A. sublessingiana), 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 (Artemisia lercheana). На степных солонцах обычно растут типчак, прутняк (Kochia prostrata), белая полынь, ромашник, на корковых и солончаковатых солонцах — черная полынь (Artemisia pauciflora).
По западинам, где отсутствует засоление, формируются лугово-каштановые почвы с лугами из вейника наземного, костра (Bromus inermis), 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 (Citellus major), большой тушканчик (Allactaga jaculus), земляной зайчик (Alactagulus acontion), емуранчик (Scirtopoda telum), слепушонка (Ellobius talpinus), различные полевки (Microtus gregalis) и др. Из хищников встречаются волк, лисица, барсук, ласка, горностай и такие типично степные виды, как степной хорек (Putorius eversmanni) и корсак (Vulpes corsac). Из птиц особенно характерна дрофа (Otis tarda). 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 (Clethrionomys rutilis). 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 (средняя температура января −16°, иногда морозы достигают 40°), лето жаркое (средние температуры июля 23—26° на западе и 18—23° на востоке). 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 (около 20 см); 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 (главным образом типчак и полыни). На засоленных почвах распространены солянки. Встречаются эфемеры и эфемероиды (мятлик живородящий, тюльпаны).
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 (в основе дерновинно-злаковых) и пустынных (полынных и солянковых) 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 (тырсик, тырса, ковылок). 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 (Stipa orientalis).
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 воднорастворимые соли. На корковых солонцах растут черная полынь, биюргун (Anabasis salsa), кокпек (Atriplex cana). Для полукустарничков, растущих на солонцах, характерны длинные корни, проникающие сквозь солонцовый горизонт. На засоленных щебнистых почвах местами встречается тасбиюргун (Nanophyton erinaceum). 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 (Lasiagrostis splendens), ажрека (Aeluropus litoralis), бескильницы (Puccinellia distans).
Даже на небольших возвышенностях полупустынной зоны в связи с увеличением количества осадков (до 250—275 мм/год) 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 (солянково-полынных) пустынь северной пустынной зоны.
В составе фауны полупустынной зоны наряду со степными видами много типичных представителей пустынной фауны (пустынные виды тушканчиков, рептилии).
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 бо́льшая 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 (фактически это не только степи, но и полупустыни) 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.
Территория Центрального Казахстана долгое время считалась одной из самых бедных в нашей стране. Однако ее изучение за годы Советской власти показало, что Казахский мелкосопочник и Тургайское плато — это неисчерпаемая кладовая различных полезных ископаемых: угля, железа, цветных и редких металлов, минеральных солей. Удачное сочетание топливных и рудных ископаемых, возможность вести разработку месторождений наиболее дешевым открытым способом — все это имеет важное народнохозяйственное значение.
Большие запасы медной руды имеются в районах Джезказгана, Бозшаколя и Коунрадского (на северной окраине зоны пустынь). На базе Джезказганского месторождения создан горно-металлургический комбинат.
Ни территории Казахского мелкосопочника известно много месторождений железа; крупнейшие из них — месторождения Атасу и Карсакпая; есть месторождения марганца (Атасу, Джезды — близ Джезказгана) и полиметаллов (Карагайлы в Каркаралинских горах, Успенское — восточнее Атасу, Майкаин в районе Экибастуза), золота и серебра (Майкаин); между Карагандой и Балхашем обнаружены крупные месторождения молибдена, вольфрама, меди, свинца, цинка, бокситов.
Карагандинский каменноугольный бассейн с коксующимися углями (геологические запасы — 59 млрд. т) служит топливной базой металлургии Казахстана и Урала. Большое значение приобрел Экибастузский угольный бассейн. Его месторождения отличаются значительной мощностью пластов, которые разрабатываются открытым способом. На базе карагандинского угля и железных руд Атасу в Темиртау сооружен крупнейший металлургический комбинат — Казахстанская Магнитка.
В Тургайском прогибе открыты крупные месторождения магнетитовых железных руд (Качарское, Соколовское, Сарбайское, Куржункольское) и фосфористых бурых железняков (Аятское, Лисаковское), а также бокситов (крупнейшее — Аркалыкское месторождение); обнаружены большие запасы угля (Убаганский бассейн).
Исключительное богатство и разнообразие полезных ископаемых Центрального Казахстана содействуют быстрому росту промышленности, который, однако, тормозился недостатком питьевой и промышленной воды. Проблема водоснабжения разрешена созданием канала Иртыш — Караганда общей длиной 458 км. Начинаясь в 30 км к югу от Павлодара, он идет на запад через Экибастуз до реки Шидерты, откуда насосные станции подают воду вверх по реке Шидерты, через ее водораздел с Нурой в долину реки Тузды, к Темиртау и Караганде. В перспективе предусматривается подведение отсюда воды в Атасу и Джезказган. Канал обеспечивает гарантированное водоснабжение крупных промышленных районов Центрального Казахстана — Экибастузского, Караганда-Темиртауского, дает воду для регулярного и лиманного орошения земель, что позволяет увеличить производство овощей, картофеля и кормов для животноводства. Заполнен иртышской водой и канал Нура — Ишим. Большую роль в водоснабжении Центрального Казахстана по-прежнему будут играть подземные воды.
В степной зоне Центрального Казахстана есть большие массивы плодородных черноземных и темно-каштановых почв. Теперь здесь собирают высокие урожаи зерновых культур. Обширные пастбища полупустынной зоны — база для развития крупных овцеводческих хозяйств.
Живописные уголки природы в низкогорных массивах, минеральные источники и лечебные грязи озер — все это делает возможным создание здесь курортов. Широкой известностью пользуется курорт Боровое в окрестностях гор Кокчетау.