Регион Центральный Казахстан расположен на северо-западной окраине субконтинента. Он включает в себя денудационную равнину — Казахский мелкосопочник и прилегающую к нему с запада Тургайскую столовую страну. На севере граничит с Западносибирской равниной, на северо-западе — с Уралом и Мугоджарами, на юго-западе и юге — с равнинами Туранской плиты и на востоке — с горами Алтая и Тарбогатая.
Особенности природы страны определяются положением на северо-западе Центральной Азии в пределах морфоструктур, сформированных на палеозойском фундаменте, который здесь лежит неглубоко или даже выходит на поверхность.
На севере и северо-западе структуры имеют нижнепалеозойский (каледонский) возраст, в центре и на юго-востоке — верхнепалеозойский (герцинский). Есть и докембрийские кристаллические блоки (Кокчетавский массив, Улутау и др.). Рельеф сформирован эпейрогеническими движениями и длительной денудацией в условиях резко континентального климата умеренного пояса.
В пределах Центрального Казахстана сочетаются денудационные и пластовые равнины и плато, глыбовые и складчато-глыбовые низкогорья. Холмистые равнины чередуются с островными невысокими горами и с впадинами, центральные части которых заняты озерами.
Процессы выветривания придали многим возвышенностям матрацевидную форму. Гряды холмов имеют высоту от 30 до 500 м. Мелкосопочник отнимает около 10% площади региона. На юго-востоке мелкие гряды и сопки чередуются с настоящими горами: Улутау — 1135 м, Карпалинские горы, Кызылрай с вершиной Аксоран — 1565 м. Северная часть принадлежит долине Иртыша и обширной Кургальджинской котловине с озером Тенгиз. Тургайская столовая страна представляет собой пластовую равнину высотой 200-300 м, сформированную на северном выступе Туранской плиты и в тектоническом прогибе между этим выступом и Казахским мелкосопочником. На севере расчленение слабое, на юге есть изолированные столовые возвышенности. Осевую зону занимает низменная плоскодонная Тургайская ложбина.
Отдаленность Центрального Казахстана от океанов обусловила резкую континентальность климата. Зима холодная, лето жаркое, переходные сезоны очень короткие.
Зимние температуры колеблются от —15° до —18°С, минимальная были зарегистрирована —58°С. Лето продолжается около 5 месяцев, средние июльские температуры изменяются от 19-20°С на севере до 25-26°С на юге. Абсолютный максимум — 42°С. Годовое количество осадков в целом небольшое — 250-300 мм, максимум летом. Для летнего периода обычное явление — засухи и суховеи. Снег лежит 125-175 дней, средняя мощность снежного покрова — 15-30 см.
Реки принадлежат двум крупным бассейнам — Северному Ледовитому океану (притоки Оби) и Аралокаспийскому бессточному бассейну (Сарысу и Турой). Много временных водотоков, водоносных в период весеннего таяния снегов. Территория очень богата тектоническими, тектонико-эрозионными, реликтовыми, долинными озерами. Большинство озер переживает последнюю стадию развития, они быстро засоляются и превращаются в самосадочные. Наиболее крупные группы озер — Тенгиз-Кургальджинская, Карасорская, Боровская, Кокчетавская.
Четко выражены степная и сухостепная (полупустынная) почвенно-растительные зоны. Степная зона с ковыльно-разно-травными и ковыльно-типчаковыми ассоциациями на черноземах, нередко засоленных, и темно-каштановых почвах с повышенной карбонатностью расположена на севере до 50-51° с. ш. Южнее господствуют полупустыни.
Сухость климата отразилась на формировании почв: их характеризуют бедность органическими соединениями, замедленный ход почвообразования, перенасыщенность легко растворимыми солями.
Животный мир весьма своеобразный, сформировавшийся на стыке нескольких зоогеографических подобластей: Европейско-Сибирской, Центральноазиатской и в определенной мере Средиземноморской.
Многие виды крупных животных уже не встречаются (тарпан, дикий верблюд, кулан), сохранилась антилопа-сайга, много грызунов (сурки, суслики, полевки), есть мелкие хищники — лисица-корсак, ласка, степной хорек.
Центральный Казахстан богат природными ресурсами, особенно минеральными. Это каменный уголь, железные, марганцевые, медные, полиметаллические руды, редких металлов (вольфрама, молибдена и др.), драгоценные металлы, химическое сырье, строительные материалы (асбест, каолин, огнеупорные глины, графит). Среди естественной растительности много лекарственных трав — сырья для фармацевтической промышленности. Большие площади занимают пастбища. В Кокчетавском массиве расположен курорт Боровское.
Природные ландшафты в значительной степени изменены деятельностью людей. Местами, особенно по берегам рек и в горнодобывающих районах, плотность населения 10-25 чел/км2. Исчезают лесостепные и степные формации, вымирают животные. В пределах региона создан ряд заповедников и заказников, в том числе зоологических и ботанических.
Равнины Туранской плиты и Прибалхашья
Физико-географическая страна располагается примерно от 45° с. ш. (южной границы Центрального Казахстана) до Копетдага и Паропамиза на юге, от Каспийского моря на западе до предгорий Джунгарского Алатау, Тянь-Шаня и Памиро-Алая. На этой обширной территории с аридным климатом сформировались различные типы пустынь: песчаные — Каракумы, Кызылкум, Сарыесик-Атырау и др., каменистая — Бетпакдала, щебнистая — Устюрт, глинистая — Голодная степь, солончаковые — Мертвый Култук и др. В пределах региона расположены южные и юго-западные районы Казахстана, равнинные части Узбекистана и Туркмении.
Тектонически Туранская равнина — это молодая эпипалеозойская платформа, фундамент которой разбит серией разломов. Крупнейший из них — Гиссаро-Мангышлакский. В Прибалхашье продолжаются каледонские структуры Казахского мелкосопочника.
Равнины неоднократно заливались морем. Сложены они известняками и песчаниками.
На более приподнятом северо-востоке господствуют красноцветные континентальные отложения — пески, конгломераты, гипс. В четвертичное время при нескольких трансгрессиях Каспийского моря происходило накопление песчано-глинистых отложений. Господствующими типами морфоструктур являются аккумулятивные низменности и разновысотные пластовые равнины. В северной части региона экзогенный рельеф — эоловый, в основном песчаные гряды, закрепленные растительностью. В межгрядовых понижениях образуются такыры. Развеваемых ветром песков значительно меньше, часто они связаны с деятельностью людей — вокруг колодцев, где пасут скот, вдоль дорог, каналов. Как правило, это барханы классической полулунной формы с четкими «рогами».
Туранская равнина лежит в двух климатических поясах — на юге умеренного и севере субтропического. Характерные особенности — продолжительность солнечного сияния (2000-3000 часов в году), засушливость и континентальность климата, неодинаковый режим выпадения осадков на севере и юге.
Можно выделить два сезона: довольно жаркий и сухой (середина мая — середина октября), холодный и более влажный (середина октября — середина мая). Преобладают западные и юго-западные ветры, южнее — восточные и северо-восточные. Сближение холодных воздушных масс Сибири и теплых с Иранского нагорья способствует образованию циклонов и выпадению осадков. Летом господствует антициклональный режим погод. Летние дожди — конвективного характера.
Туранская равнина полностью относится к области внутреннего стока. Крупные реки транзитные.
Реки Амударья и Сырдарья начинаются в горах и имеют снеговое и ледниковое питание. Максимум расходов весной и летом совпадает с максимумом температур, несмотря на большую в это время испаряемость. Воды Амударьи большей частью разбираются на орошение и бытовые нужды. В настоящее время Сырдарья 8 из 10 лет не доносит свои воды до Аральского моря. Среди озер, главным образом долинных, выделяются Арал и Балхаш. Арал — реликтовый мелководный водоем, испытывающий ежегодно понижение уровня из-за резкого сокращения притока речных вод (он снизился за последнее время более чем на 11 м, а площадь сократилась на 25 тыс. км2). Балхаш — второй по величине водоем с четко выраженными различиями воды в западной и восточной части. На западе р. Или опресняет озеро, восточная часть имеет солоноватую воду. Зимой Балхаш, как правило, замерзает.
Различия в температурах и условиях увлажнения позволяют выделить 2 подзоны пустынь — северную и южную. Северная характеризуется отрицательными зимними температурами (среднемесячные —4…—6°С) и высокими летними (26-30°С), годовой суммой осадков до 300 мм. В южной зимние температуры 0-2°С, а летние 30-33°С и несколько меньшие суммы осадков с зимне-весенним максимумом.
Для растительности характерны разреженные полукустарники — полынь и солянки с покрытием до 50%, кроме того, есть эфемеры — тюльпаны, множество видов дикого лука, на тяжелых почвах — биюргун. В южной подзоне растет несколько видов полыни, а также эфемеры и эфемероиды (мятлик, осочки). На песках — саксаул, песчаная акация, джузгун.
Среди животных пустынь много эндемиков: песчанки, тушканчики, тонкопалый и красный суслики, барханный кот, джейран. На возвышенности Бадхыз в заповеднике обитают куланы. Много змей и ядовитых насекомых.
Природные ресурсы пустынь разнообразны. Из минеральных главное значение имеют горючие ископаемые (нефть и газ) и соли. Есть месторождения бокситов, марганца и золота, связанные с палеозойским фундаментом.
Климатические ресурсы в первую очередь характеризуются обилием тепла, что при искусственном орошении дает возможность выращивать такие теплолюбивые культуры, как хлопчатник, бахчевые и плодовые.
Кормовые угодья представлены обширными низкопродуктивными пастбищами. Разводят в основном овец, верблюдов и ослов.
Население сосредоточено вдоль рек и в оазисах. В районах добычи полезных ископаемых постоянно стоит проблема водообеспечения. Проложено несколько каналов, но это не решает проблемы.
Район Арала и впадающих в него рек — зона экологической катастрофы. Озеро пересыхает в результате неумеренного отбора воды из питающих его рек. Ветры разносят соленую пыль, засыпающую населенные пункты и сельскохозяйственные угодья. Гибнут биоценозы, становится невозможной жизнь людей. Справиться с этим имеющимися средствами крайне трудно.