Киргизско-Степная окраина в административном отношении образовывало Степное генерал-губернаторство и слагалось из Акмолинской, Семипалатинской и Семиреченской областей. В географическом отношении она занимала южную часть речной области Иртыша и водоемы некоторых среднеазиатских рек, не имеющих выхода к морю, либо впадающих в озеро Балхаш (Или и другие реки Семиречья, Иссык-Куль, Алакуль и т.д.), либо теряющихся в песках или в степных разливах.

Вся Киргизская окраина занимала пространство более 25 тысяч кв. миль и могла быть разделена на подзорную и степную части. Первая состояла из всей Семиреченской области (кроме Сергиопольского уезда) и из Зайсанского уезда Семипалатинской области и занимала до 7 тысяч квадратных миль, вторая — все остальное пространство в 18 тысяч квадратных миль.

Подгорью принадлежал весь западный Тянь-Шань, кроме его западных продолжений, уже переходящих в Туркестанское генерал-губернаторство. Как и Саянско-Алтайская горная система, Тянь-Шань на западной своей оконечности расчленялся на отдельные горные кряжи, отчасти параллельные между собой, отчасти расходящиеся наподобие пластинок мало открытого веера. В главном Тянь-Шаньском хребте на китайской границе, несколько севернее 42° северной широты, находится высшая точка Тянь-Шаня, гора Хан-Тенгри, поднимавшаяся из целой группы снежных вершин и достигавшая 24 тысяч футов высоты. Спускавшиеся с группы Хан-Тенгри ледники питали с одной стороны верховья реки Текес (верхнее течение самой главной реки Семиреченского края Или), впадающей в озеро Балхаш, с другой - притоки, питавшие котловину Иссык-Куля, с третьей - верховья реки Сары-джаза, бравшей начало на северном склоне Тянь-Шаня, но прорывавшейся через ущелье Тянь-Шаньского гребня на южную его сторону и впадавшей в реку Тарим системы Лоб-Нора. Между тем, несколько далее к западу, из озер, лежавших на обширных альпийских плоскогорьях Тянь-Шаня, на высоте 13 тысяч футов, брала начало река Нарын, верховье Сыр-Дарьи. От Хан-Тенгри Тянь-Шаньский хребет показывал наклонность к расчленению почти на параллельные между собой кряжи. Южный из них служил китайской границей и отделялся от более северных продольными долинами, в которых текли реки Сары-джаз, Нарын и т.д. Гребни этих отдельных кряжей состояли из непрерывного ряда снежных вершин, перевалы между которыми имели от 10 до 13 тысяч футов высоты. Наконец, северный из кряжей Тянь-Шаня спускался в длинную, протянутую от запада к востоку котловину обширного озера Иссык-Куль, расположенного на высоте 5 300 футов. Но и севернее Иссык-Куля поднимался за пределы вечного снега двойная (расчлененная продольной долиной на два параллельных кряжа) цепь Заилийского Алатау, которая на северной, понизившейся своей оконечности, была связана с Тянь-Шанем горными узлами. По самой своей середине она достигала высоты 15 000 футов и на значительной части своего протяжения была покрыта вечным снегом. В этой части Заилийского Алатау перевалы через оба его кряжа имели до 9 000 футов абсолютной высоты. Прекрасное северное подгорье Тянь-Шаня спускалось к широкой и отчасти уже степной Илийской долине, но на северной ее стороне снова поднимался до снежной линии Семиреченский хребет или Джунгарский Алатау, который на восточной своей оконечности находился в непосредственной связи с Тянь-Шанем. Наконец, еще далее к северу, уже в параллели 47° северной широты, простирался параллельный общему направлению Тянь-Шаня Тарбагатайский хребет, достигавший предельной высоты 10 тысяч футов. Котловина озера Зайсана (1356 футов) и впадавшего в него Черного Иртыша отделяла Тарбагатай от Нарымского хребта южного кряжа Алтайской системы. Горы Тянь-Шаня и обоих Алатау состояли, главным образом, из кристаллических (гранит, сиенит, гнейс, диорит, порфир) и метаморфических пород и кристаллических сланцев. На горных скатах были распространены и осадочные породы в пластах приподнятых кристаллическими. Везде, где встречались в осадочных породах окаменелости, они обличали принадлежность этих пород к палеозою, девонской и каменноугольной формациям. Вторичные формации (юрская) встречались в продолжениях и отрогах Тянь-Шаньского хребта уже в пределах Туркестана. У подножья всех описанных гор простирались подгорные полосы, прекрасно орошенные, но не иначе, как при помощи искусственного орошения. Эти полосы занимали подгорную зону с абсолютной высотой от 1 800 до 5 000 футов, а в Иссык-Кульской котловине и до 7 000 футов, выше которой хлебная культура достигала своего предела и прерывалась везде, где возвышавшаяся над подгорьем горы опускались ниже снежной линии и не питали горных рек. Да и реки эти, разбираемые на арыки скоро истощались и, переходя уже в жаркую и сухую зону ниже 2 000 футов, всасываясь песками или быстро испаряясь, впадали в воздушный океан. Потому, из рек Семиречья только мнoгoвoдная Или достигала озера Балхаш, ограничивавшего Семиречье с северо-востока. Остальные же сами по себе значительные реки (Коксу, Каратал, Биен, Аксу, Баскан, Лепсы) терялись либо в разливах среди песков, либо в непроницаемых камышах побережья Балхаша. Балхаш, постепенно ссыхаясь и отступая от подгорья, оставлял между последним и юго-восточной береговой линией пустынное и бесплодное пространство в 1 000 кв. миль.

Подгорная полоса Киргизской степной окраины, простиравшаяся между Тянь-Шанем и Алтаем, была замечательна еще и тем, что играла большую роль в истории великого переселения народов, начиная с движения гуннов на запад еще во II веке до н.э. и до великого монгольского нашествия в XIII веке. Все выходившие из Внутренней Азии народные переселения обусловливались тем, что кочевое население Средней Азии, постепенно размножаясь, достигало пределов емкости или вместимости страны для кочевого населения. Это вынуждало их искать выход или на Дальний Восток, в плодородные и богатые равнины Китайской империи, или на Запад, сначала в Арало-Каспийскую равнину, а затем, огибая Каспийское море с севера или юга, и в Европу. Но так как нагорная Центральная Азия между Тянь-Шанем и Гималайским хребтом со стороны Арало-Каспийской низменности была замкнута такими высокими горами, переход через которые для кочевников, передвигавшихся со своими стадами, был недоступен, то понятно значение для истории народных переселений тех трех широких и удобных промежутков для прохода кочевников, которые были расположены между Тянь-Шанем и Алтаем. Этими промежутками были широкая Илийская долина между обоими Алатау; низменность, окружавшая озеро Алакуль между Семиреченским Алатау и Тарбагатаем, и околозайсанская равнина между Тарбагатаем и Алтаем. Эти три междугорные интервалы и служили воротами для выхода кочевников в низменную равнину, именуемую тогда Киргизской степью.

Степная область Киргизско-Степной окраины была отлична как от только что рассмотренной полосы, так и от соседней Западно-Сибирской низменности. От последней Киргизская степь отличалась тем, что не представляла абсолютной равнины. Напротив того, на значительном своем протяжении она была пересечена невысокими, но очень рельефно выдающимися, горными кряжами и группами, состоявшими из гранита, диорита, диабаза, порфира и кристаллических пород. Гранитные горы поднимались со степи в форме грив и гребней, порфиры же - группами куполовидных вершин, и все это придавало стране достаточно разнообразный рельеф. Степной характер Киргизской степи выражался в крайней скудости ее орошения и почти полном отсутствии лесной растительности, появлявшейся только в северо-западном углу степи (Кокчетавский уезд Акмолинской области). Только северо-восточная часть степи была орошена Иртышем, а в северо-западной протекал его большой приток Ишим. Все же остальные реки степи (Нура, Сары-Су, Чу) были медленно текущими степными реками, терявшиеся в испаряющихся в песчаной пустыне разливах. Невысокие горные кряжи, пересекавшие степь, заключали в своих недрах минеральные богатства (медные и серебро-свинцовые руды), а в Кокбектинском округе Семипалатинской области и золотые россыпи. Но отсутствие топлива ставило горную промышленность здесь в невыгодные условия. Большая часть степи была пригодна только для жизни кочевников, так как оазисов она содержала очень мало.

Климат степной части Киргизско-Степной окраины был значительно теплее, чем в соседней культурно-земледельческой полосе Западной Сибири, но еще более континентальный. Средняя годовая температура в лежавших под 51 и 50,5° северной широты, Акмолинске и Семипалатинске, от +2 до 2,5° Ц., т.е. на 2° выше, чем в Сибири. Температура зимы была равна -16°, холоднейшего месяца -18,5°. Средняя температура лета доходила до +20° (теплейшего месяца до +22°). Разность температур зимы и лета равнялась 36°, равно как и разность теплейшего и холоднейшего месяцев 40°. Средняя температура 5-тимесячного растительного периода (+18%) значительно превышала показатели западно-сибирской линии. Количество падавших в течении года осадков в Акмолинске составляла только 229 миллиметров (из них 166 приходятся на 3 летних месяца), а в Семипалатинске - 186 миллиметра (из них только 80 приходятся на лето). Еще меньше выпадало осадков в южной части степи, о чем давали понять наблюдения в соседнем Тургае. Здесь количество осадков в течение года было 122 миллиметра, из которых только 16 миллиметров приходились на лето. В Голодной же степи (Бетпакдала), лежавшей на южной границе степи на реке Чу, дождей летом совсем не бывало.

Несравненно благоприятнее были климатические условия подгорья. Согласно средним значениям произведенных в Верном и Кульдже наблюдений (в подгорье Заилийского Алатау и Тянь-Шаня около 44° северной широты), годовая температура подгорья +9°, температура зимы только -6°, холоднейшего месяца до -10°, лета +22°, теплейшего месяца +26°, разность между зимой и летом 28°, разность между холоднейшим и теплейшим месяцами 36°. Почти столь же мягок был климат Копала, расположенного на 29° севернее, у подгорья Семиреченского Алатау. Здесь средняя годовая температура +7,5°, зимы -5°, холоднейшего месяца -6°, лета +20°, теплейшего месяца +21°, разность между зимой и летом 25°, разность между холоднейшим и теплейшим месяцами 27°. Средняя температура 5-тимесячного растительного периода +21° в Верном и Кульдже и +18° в Копале. Мягкие зимы хорошо объясняли, почему в этой стране было возможно не только садоводство, но и виноделие. Осадков в Верном выпадало более 560 миллиметров в течение года, из которых больше всего приходилось на весенние месяцы (226 миллиметров), а на летние - 115 миллиметров.

Растительный покров подгорья был роскошным и чрезвычайно разнообразным, тем более, что на подгорье климатические зоны были наслоены одна над другой и представляла совершенно различные типы растительности. Наибольшие сходства с растительным покровом России представляло подгорье на высоте от 2 до 7,5 тысяч футов, т.е. та часть подгорья, которая была больше способна к развитию на ней культурной, оседлой жизни и в которой были размещены все русские поселения края. На 7 500 футов прекращалась лесная растительность, выше расстилалась зона альпийских лугов, а ниже 2 500 футов страна приобретала характер степной части.

Древесная растительность подгорной и горной зоны (от 2 до 7,5 тысяч футов) была не особенно разнообразна. Из хвойных деревьев на скатах обоих Алатау и Тянь-Шаня была распространена стройная порода ели, которая оказалась тождественной с одной из Гималайских пород. Затем древесный характер имела еще чаще стелящаяся по скалам, но иногда поднимающаяся в виде толстых, высоких, но весьма искривленных деревьев порода можжевельника Juniperus pseudosabina Fisch.

Из лиственных пород здесь была распространена обыкновенная береза, душистый тополь, невысокая порода клена (Acer Semenowii Reg.), обыкновенная рябина, не встречавшаяся в Сибири дикая яблонь и абрикосовое дерево, дававшая и в диком состоянии очень хорошие плоды. Кустарники были несколько разнообразнее. Среди них были обыкновенные европейские виды (крушина, куманика, два шиповника (Rosa pimpinellifolia Dc. и R. cinamomea L.), калина, жимолость, породы ив), были и виды кавказские (вишня (Prunus prostrata Lab.), кизил, смородина, одна порода облепихи, распространенная в Финляндии и на крайнем севере России и Сибири). Но всего интереснее были некоторые местные виды ломоноса, барбариса, бересклета, шиповника. Из трав культурно-горной зоны 70% принадлежали к видам, встречающимися и в Европейской части Российской империи. Из азиатских видов половина встречалась в Алтайско-Саянском нагорье или в Сибирской равнине, три вида Dracocephalum heterophyllum Benth. и два вида ревеня принадлежали к Гималайской флоре и более 50 видов составляли особенность местной флоры.

Замечательно, что в этой зоне встречались дикорастущими некоторые европейские культурные растения (рожь Secale cereale L. и конопля Cannabis sativa L.).

Совершенно другой характер принимала растительность на роскошных лугах альпийской полосы. Здесь не было местной растительности, и только некоторые кустарники вторгались в эту зону, достигая здесь своего высшего предела. Среди них особенно замечательны были два странных вида акаций (Caragana jubata Pall. и другой неописанный вид), которые, своими торчащими кверху, снабженными длинными иглами, густо скученной листвой и крепко деревянистыми стеблями походили на хвосты верблюдов. Однако же, их густые, светло-серые, красиво разрезные, как у всех акаций, листья и нежные желтые у одной породы и светло-розовые у другой мотылькового сложения цветы придавали оригинальную прелесть этим характерным для альпийской зоны Тянь-Шаня кустарникам. Из остальных кустарников достигали альпийской зоны сибирско-алтайские виды (две таволги, один вид кизила, по одному виду тамарикса, смородины, ивы), а из растений, встречавшихся только в местной флоре - два вида жимолости и один смородины. Особенной роскоши и разнообразия достигала здесь альпийская флора трав, содержавшая в себе не более 15% общеевропейских и 15% кавказских растений. Из остальных 70% азиатских видов более половины встречалась и на Алтайско-Саянских белках и гольцах, 7 видов на Гималайском хребте, не менее 70 видов составляли особенность местной флоры и найдутся только в Альпах Центральной Азии.

Что касается растительности нижней степной зоны подгорной области (ниже 2000), то эта растительность подходила к типу флоры всей степной области Киргизской окраины. Другими словами, к типу флоры Арало-Каспийской низменности. Растительность эта на Киргизской степной окраине представлялась в высшей степени своеобразной, по сравнению с флорой не только Сибири, но и с флорой их степей. Во флоре степной полосы Киргизской окраины вполне и точно выразились ее климатические условия: сила летней жары, суровость зим и отсутствие влаги. Лесов, как уже сказано, кроме Кокчетавского округа, в Киргизской степи не было совсем, но были древесные породы, растущие вдоль течений рек. Сюда относились особая порода ясеня и четыре породы тополя, а также три европейские породы ив и очень высокая порода барбариса с кругловатыми розовыми ягодами.

Гораздо более характерны были для степной флоры ее низкорослые кустарники, часто колючие, часто покрытые серой или серебристой листвой.

Еще более характерны степные травы. Европейских видов среди них было не более 40%, да и те большей частью принадлежали к степным формам Европейской России, или встречались в песчаных местностях побережья Средиземного моря. Затем, кроме растений, распространенных во всей Арало-Каспийской низменности, русские исследователи степной флоры Киргизской окраины (Карелин, Шренк, Семенов, Северцев и Остен-Сакент) открыли здесь до 150 новых видов, характерных для этой флоры, в том числе одних астрагалов до 30 видов и 10 видов солянок.

Фауна беспозвоночных животных в Киргизско-Степной окраине была столь же своеобразна и оригинальна, как и флора. Различие ее от Западно-Сибирской равнины было поразительно. Она по своему типу весьма мало отличалась от фауны пустынь и степей Арало-Каспийской низменности. Совсем иной характер представляла фауна подгорной полосы, имевшая, впрочем, большое сходство с фауной гор Туркестана и Памира. Из жесткокрылых насекомых не только в песчаной пустыне степной полосы, но и во всей этой полосе, преобладали неимеющие крыльев, не быстродвигающиеся Tenebrionidae. Наоборот, в горной зоне Тянь-Шаня и Алатау любящая сухие степи Tenebrionidae встречалась в меньшем количестве, но здесь были распространены многочисленные породы жужелиц, среди которых были очень редкие горные формы, характерные для среднеазиатских горных зон.

Из позвоночных животных в степной и подгорной зоне гнездилось несметное количество птиц, прилетавших сюда на зимовку с дальнего севера. Орнитологическая фауна подгорья была особенно богата. В теплых долинах водились редкие породы куриных птиц, в т.ч. красивые азиатские виды фазанов, а на реках и озерах - множество птиц, свойственных южным водам средиземноморского бассейна, в т.ч. стаи пеликанов. В альпийской же зоне было множество горных птиц, свойственных азиатским нагорьям.

Сама фауна млекопитающих была гораздо богаче и разнообразнее, чем в Сибири. Тигр и ирбис достигали северного предела своего распространения в камышах Балхаша, но забегали иногда на север до Алтайских предгорий. Кабаны были распространены во всей подгорной полосе, в Тянь-Шане и Заилийском Алатау. Было два вида медведя, свойственных Памиру и Гималайскому хребту. Кроме архара, весьма распространенного в альпийской и субальпийской зоне Тянь-Шаня и обоих Алатау, в самых диких местностях Тянь-Шаня водился кочгар, горный баран, впервые описанный знаменитым путешественником Марко Поло и названный впоследствии в честь его по найденным во множестве на Памире рогам его и скелетам. Вид этот долго считался уже исчезнувшим с лица земли, пока не был найден русскими путешественниками (Семеновым, Северцовым и Пржевальским). В горной зоне подгорной полосы водились еще Cervus pygargus, Capra sibirica, некоторые виды сайги и дикобраз, а в степной полосе были распространены куланы.

Переходя к населению региона важно заметить, что все население Киргизско-Степной окраины доходило до 1 860 000 душ обоего пола, из которых пришлое русское население составляло только 14% (260 000), а остальные 86% принадлежали к местным народам Средней Азии. Из них татары и сарты (до 35 000) жили преимущественно в городах и оседлых поселках, дунгане и таранчи (до 86 000), занимаясь земледелием, также были причислены к оседлому населению края, а казахи (1 470 000) и калмыки (25 000) — к кочевникам, жившим почти исключительно скотоводством.

«Киргизы, по численности преобладающее племя окраины, говорятъ тюркскимъ языком, но собственно составляют, по своему происхожденію, разноплеменный союзъ разныхъ народцевъ, привлеченныхъ сюда в ХІІІ вѣкѣ послѣднимъ массовымъ монгольскимъ переселеніем народовъ и осѣвшихъ здѣсь на пути великаго переселенія, на первыхъ встрѣченныхъ переселяющимися изъ нагорной Азіи народными массами удобныхъ для кочевой жизни мѣстахъ. Такъ какъ между народами, вошедшими въ составъ. киргизскаго союза, преобладали численностью тюркскія племена, то всѣ киргизы усвоили себѣ тюркский языкъ, но киргизскіе роды и племена сохранили и понынѣ свои родовыя и племенныя названія, обличающая ихъ народности»

Численность казахов превосходило трех миллионов душ обоего пола (в Степном Генерал-Губернаторстве - 1 470 000, в Тургайской и Уральской областях - 760 000, в Туркестане - 740 000, да во внутренней Киргизской Букеевской орде в Европейской России - более 140 000).

В обеих составных частях Киргизской Степной окраины население было распространено неравномерно. В степной части окраины обитало до 1 000 000 жителей, что составляло 55 жителей на 1 кв. милю. Русские составляли здесь 20% (210 000) населения лишь потому, что ими была заселена сплошь прежняя Сибирско-Иртышская колония, где жили русские, если не считать трех больших городов (Семипалатинск, Омск и Петропавловск), еще и целый ряд казачьих станиц и городков, бывших прежде укреплениями пограничной линии. Внутри степной полосы было очень мало русских оседлых поселений, так как удобные для земледельческих поселений места представляли только редкие и небольшое оазисы, и если исключить из расчета всю Сибирско-Иртышскую линию, то пропорция оседлого русского населения в Киргизской степи не превышала 2-3%. Вообще в городах степной полосы жило до 100 000 человек, т.е. 10% всего ее населения. Из городов значение действительно торговых и промышленных центров имели лишь Омск (34 000 жителей), Семипалатинск (18 000 жителей) и Петропавловск (16 000 жителей).

В других условиях находилась подгорная полоса Киргизской окраины. Здесь размещалось 860 000 жителей, причем на кв. милю приходилось свыше 120 жителей. Русские составляли здесь 7% всего населения (60 000 жителей). Но если к ним присоединить еще оседлых в русских поселках татар и сартов, а также земледельческих дунган и таранчей, то численность оседлого населения составит 18%. Между тем, собственно в городах жило менее 6% всего населения (50 000). Между этими городами значение действительного города имел только Верный (до 25 000 жителей), бывший цветущим городом до его разрушения землетрясением.

Распределение населения в подгорной полосе и в особенности отношение оседлого населения к кочевому выяснялось с помощью раздела всей подгорной полосы по абсолютной высоте на вертикальные зоны или этажи. Нижняя ступень, степная, самая теплая и самая сухая, а зимой самая бесснежная, занимала части подгорья, лежавшие ниже 2 500 футов и была занята зимовками кочевников, находивших здесь для своих стад обильный подснежный корм, образуемый быстро высыхающими за наступлением летних жаров злаками. Следующая затем настоящая подгорная зона, при высоте от 2,5 до 5-ти с небольшим тысяч футов, заключалат в себе все оседлые поселения и пашни края и представляла собой этаж, занятый почти исключительно оседлым населением, через который кочевники быстро проходили по определенным дорогам или полосам, следуя летом с зимовок на свои горные кочевки. До прихода русских, казахи занимались земледельем в этом культурном этаже, имели здесь и свои пашни, которые засевали при помощи ирригаций на своем пути на летние кочевки. С прибытием русских переселенцев, казахи были вынуждены уступить им весь второй этаж страны. Русские исследователи, впрочем, писали, что они ничего от этого не проиграли: «потеря ими незначительных пашен вполне вознаградилась сбытом произведений киргизского скотоводства русским земледельцам, снабжающим их хлебом, в обмен на эти произведения». Третий этаж, от 5 000 до 8 000 футов, - это лесная зона, служившая подспорьем русским оседлым поселениям подгорной зоны. Наконец, четвертый этаж, на котором казахи имели свои превосходные летние пастбища, простирались от 8 до 11 тысяч футов. Это зона альпийских лугов, находившаяся только летом почти исключительно под казахскими кочевьями.

Пастушеская жизнь 80% населения края отражалась на количестве разводимых в Киргизско-Степной полосе домашних животных, пропорция которых на каждые 100 жителей достигала максимальных размеров во всей Сибири. Здесь на каждых 100 жителей приходилось лошадей по 100 (абсолютное число до 1 800 000), крупного рогатого скота по 60 (абсолютное число 1 050 000), а мелкого скота по 580 (абсолютное число 10 400 000). Наконец, даже верблюдов приходилось по 15 на каждых 100 жителей. Это уже прямо показывало, что Киргизско-Степная окраина была страной скотоводческой.