中国林蛙与其他蛙类一样在蝌蚪期是用鳃呼吸，变态之后主要通过肺、皮肤进行呼吸。另外，口腔黏膜也具有辅助呼吸的作用。由于环境的不同，肺呼吸与皮肤呼吸各有所侧重。
林蛙在陆地生活期主要依靠肺进行呼吸。林蛙的肺呼吸包括鼻孔、鼻腔、口咽腔、喉气管、气管和肺等器官。肺呈囊状，结构简单了里面分布许多肺泡，含有丰富的毛细血管，肺泡内壁充满蜂窝状的组织，以增大气体交换面积。林蛙的肺呼吸面积与皮肤表面积比例为2 : 3 ，因此，只通过肺进行气体交换，还不能充分满足全身的氧气需要，还要有皮肤过断于辅助呼吸，大约2/3的气体交换有肺来完成，另1 / 3 则由皮肤完成。在冬眠期间，则全部由皮肤来呼吸，林蛙皮肤裸露，体表无覆盖物，由较薄的表皮层和较厚的真皮层组成。表皮层由角质层和生发层构成，角质层角质化程度不够，需经常用水湿润，其在一定程度上防止水分的蒸发，在真皮层中有丰富的神经末梢和毛细血管，能呼吸溶解于皮肤表面的氧气和排出二氧化碳。因此，皮肤也是林蛙重要的呼吸器官。
中国林蛙是变温动物，其体温随环境温度的变化而变化。有资料表明，环境温度（Ta ）与林蛙体温（Tb）的关条式为：Tb=3.679±0.7829Ta 。中国林蛙体温变化具有三个特征：一是体温回归线与等温线的交点高，其值为23 ℃ 。二是当环境温度低于充点值时，体温高于环境温度；反之，则体温低于环境温度。三是体温变化与环境温度变化呈正直线回归，其变化速率为0.7829 。中国林蛙对环境温度的耐受能力，当环境温度在一5 ℃ 时林蛙体温逐渐趋向0 ℃ 以下，一般能维持生命30 分钟，10 分钟后出现冷休克，此时再移人常温18 ℃ 环境中20～30分钟全部复苏。当环境温度为o ℃ 时，林蛙能够存活，但处于麻痹状态。5～30 ℃时能正常生活，30 ℃以上随时间增加而逐渐处于昏迷状态，接近38 ℃ 时，开始出现热休克而死亡，体温为33.6 ℃ 。由此可见，中国林蛙致死体温下限为0 ℃ 左右，上限为33 ℃ 左右，死亡快慢受暴露时间的长短和体温与环境的温度条件影响。
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