class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        var source1 = new[] {  1, 2 }.AsQueryable();
        var source2 = new[] { -1, 1 }.AsQueryable();
        var matches = new ConcatenatingQueryable<int>(source1, source2).Where(x => x <= 1).ToArray();
        Console.WriteLine(string.Join(",", matches));
        Console.ReadKey();
    }

    public class ConcatenatingQueryable<T> : IQueryable<T>
    {
        private readonly ConcatenatingQueryableProvider<T> provider;
        private readonly Expression expression;

        public ConcatenatingQueryable(IQueryable<T> source1, IQueryable<T> source2)
            : this(new ConcatenatingQueryableProvider<T>(source1, source2))
        {}

        public ConcatenatingQueryable(ConcatenatingQueryableProvider<T> provider)
        {
            this.provider = provider;
            this.expression = Expression.Constant(this);
        }

        public ConcatenatingQueryable(ConcatenatingQueryableProvider<T> provider, Expression expression)
        {
            this.provider = provider;
            this.expression = expression;
        }

        Expression IQueryable.Expression
        {
            get { return expression; }
        }

        Type IQueryable.ElementType
        {
            get { return typeof(T); }
        }

        IQueryProvider IQueryable.Provider
        {
            get { return provider; }
        }

        public IEnumerator<T> GetEnumerator()
        {
            // This line is calling Execute below
            return ((IEnumerable<T>)provider.Execute(expression)).GetEnumerator();
        }

        IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
        {
            return ((IEnumerable)provider.Execute(expression)).GetEnumerator();
        }
    }

    public class ConcatenatingQueryableProvider<T> : IQueryProvider
    {
        private readonly IQueryable<T> source1;
        private readonly IQueryable<T> source2;

        public ConcatenatingQueryableProvider(IQueryable<T> source1, IQueryable<T> source2)
        {
            this.source1 = source1;
            this.source2 = source2;
        }

        IQueryable<TS> IQueryProvider.CreateQuery<TS>(Expression expression)
        {
            var elementType = TypeSystem.GetElementType(expression.Type);
            try
            {
                return (IQueryable<TS>)Activator.CreateInstance(typeof(ConcatenatingQueryable<>).MakeGenericType(elementType), new object[] { this, expression });
            }
            catch (TargetInvocationException tie)
            {
                throw tie.InnerException;
            }
        }

        IQueryable IQueryProvider.CreateQuery(Expression expression)
        {
            var elementType = TypeSystem.GetElementType(expression.Type);
            try
            {
                return (IQueryable)Activator.CreateInstance(typeof(ConcatenatingQueryable<>).MakeGenericType(elementType), new object[] { this, expression });
            }
            catch (TargetInvocationException tie)
            {
                throw tie.InnerException;
            }
        }

        TS IQueryProvider.Execute<TS>(Expression expression)
        {
            return (TS)Execute(expression);
        }

        object IQueryProvider.Execute(Expression expression)
        {
            return Execute(expression);
        }

        public object Execute(Expression expression)
        {
            // This is where I suspect the problem lies, as executing the
            // Expression.Constant from above here will call Enumerate again,
            // which then calls this, and... you get the point
            dynamic results1 = source1.Provider.Execute(expression);
            dynamic results2 = source2.Provider.Execute(expression);
            return results1.Concat(results2);
        }
    }

    internal static class TypeSystem
    {
        internal static Type GetElementType(Type seqType)
        {
            var ienum = FindIEnumerable(seqType);
            if (ienum == null)
                return seqType;
            return ienum.GetGenericArguments()[0];
        }

        private static Type FindIEnumerable(Type seqType)
        {
            if (seqType == null || seqType == typeof(string))
                return null;
            if (seqType.IsArray)
                return typeof(IEnumerable<>).MakeGenericType(seqType.GetElementType());
            if (seqType.IsGenericType)
            {
                foreach (var arg in seqType.GetGenericArguments())
                {
                    var ienum = typeof(IEnumerable<>).MakeGenericType(arg);
                    if (ienum.IsAssignableFrom(seqType))
                    {
                        return ienum;
                    }
                }
            }
            var ifaces = seqType.GetInterfaces();
            if (ifaces.Length > 0)
            {
                foreach (var iface in ifaces)
                {
                    var ienum = FindIEnumerable(iface);
                    if (ienum != null)
                        return ienum;
                }
            }
            if (seqType.BaseType != null && seqType.BaseType != typeof(object))
            {
                return FindIEnumerable(seqType.BaseType);
            }
            return null;
        }
    }
}

    public object Execute(Expression expression)
    {
        var query1 = ChangeQuerySource(expression, Expression.Constant(source1));
        var query2 = ChangeQuerySource(expression, Expression.Constant(source2));
        dynamic results1 = source1.Provider.Execute(query1);
        dynamic results2 = source2.Provider.Execute(query2);
        return Enumerable.Concat(results1, results2);
    }

    private static Expression ChangeQuerySource(Expression query, Expression newSource)
    {
        // step 1: cast the Expression as a MethodCallExpression.
        // This will usually work, since a chain of LINQ statements
        // is generally a chain of method calls, but I would not
        // make such a blind assumption in production code.
        var methodCallExpression = (MethodCallExpression)query;

        // step 2: Create a new MethodCallExpression, passing in
        // the existing one's MethodInfo so we're calling the same
        // method, but just changing the parameters. Remember LINQ
        // methods are extension methods, so the first argument is
        // always the source. We carry over any additional arguments.
        query = Expression.Call(
            methodCallExpression.Method,
            new Expression[] { newSource }.Concat(methodCallExpression.Arguments.Skip(1)));

        // step 3: We call .AsEnumerable() at the end, to get an
        // ultimate return type of IEnumerable<T> instead of
        // IQueryable<T>, so we can safely use this new expression
        // tree in any IEnumerable statement.
        query = Expression.Call(
            typeof(Enumerable).GetMethod("AsEnumerable", BindingFlags.Static | BindingFlags.Public)
            .MakeGenericMethod(
                TypeSystem.GetElementType(methodCallExpression.Arguments[0].Type)
            ),
            query);
        return query;
    }