Desde o systemd 223 você pode fazer isso. Introduz duas opções para systemd-networkd
SendHostname = Quando verdadeiro (o padrão), o nome do host da máquina será enviado para o servidor DHCP.
Hostname = Use este valor para o hostname que é enviado ao servidor DHCP, em vez do hostname da máquina.
As opções devem ser definidas na seção [DHCP] no seu arquivo .network. Então, do seu exemplo vlan10.network deve ser parecido com
[Match]
Name=vlan10
[Network]
DHCP=yes
[DHCP]
SendHostname=True
Hostname=foo.vlan10.example.com