y lo tenes que hacer con ajax o de la forma tradicional asi
Código PHP:
Ver original<select name="cambia_ciudad" onchange="envia_este_form();">
<?php
?>
<option value="<?php echo $row->id_pais; ?>"><?php echo $row->nombre_pais; ?></option>
<?php
}
?>
</select>
<?php
if(isset($_REQUEST['cambia_ciudad'])){
$pais_elegido = $_REQUEST['cambia_ciudad'];
?>
<select name="ciudad" onchange="envia_este_form();">
<?php
$res=mysql_query("SLLECT * FROM NIVEL1 P, NIVEL2 C WHERE P.pais_id = C.pais_id AND P.pais_id = $pais_elegido"); ?>
<option value="<?php echo $row->id_ciudad; ?>"><?php echo $row->nombre_ciudad; ?></option>
<?php
}
?>
</select>
<?php
}
?>
el metodo js
envia_este_form()
hace el submit del tu formulario a la misma pagina nada mas