Puoi usare direttamente Prototype:

http://prototypejs.org/api/ajax/updater

Crei un DIV nel quale inserire la seconda select, metti il codice di generazione della seconda select in uno script PHP a parte e richiami Ajax.Updater() nell'evento onChange della prima select.

In questo modo il DIV con la seconda select verrà aggiornato ogni volta l'utente seleziona un elemento dalla prima select.